KR20050034819A

KR20050034819A - 기가비트 이더넷 망을 사용한 유무선 통합 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20050034819A
Application number: KR1020030070508A
Authority: KR
Inventors: 고남옥; 김인겸; 강원구
Original assignee: 고남옥
Priority date: 2003-10-10
Filing date: 2003-10-10
Publication date: 2005-04-15
Also published as: KR100585190B1

Abstract

본 발명은 이더넷(Ethernet)을 이용한 유무선 통합 시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히 빌딩 안에서의 이동통신 중계기를 위한 네트워크 기술에 관한 것이다.

본 발명은 기가 비트 이더넷 망을 이용하여 빌딩 내부의 중계기에 UTP 케이블을 통해 디지털 신호를 주고받음으로써, 이동 전화용 인빌딩 중계기, 디지털 방송용 인빌딩 중계기 및 유무선 보안 시스템을 구현하는 것을 가능하게 한다. 그 결과 종래와 같이 광케이블이나 동축 케이블을 사용하지 아니하고도 시공 상 편리하고 저렴하게 빌딩 내부에 이동 통신 중계기 또는 디지털 방송 중계기 등을 구현하는 것이 가능해 진다.

Description

기가비트 이더넷 망을 사용한 유무선 통합 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR UNIFICATION OF WIRE AND WIRELESS COMMUNICATION ON GIGABIT ETHERNET NETWORK}

현재 유선 네트워크 시스템에서 ADSL, VDSL 및 이더넷 등의 기술 진보로 인하여 빠르고 정확한 데이터 전송 시대를 맞고 있으며, 최근 들어 무선 아날로그 신호를 디지털 변환을 통해 유선 전송 기술을 사용하려는 많은 시도가 이루어지고 있다.

일반적으로 유선 전송 선로는 전송량, 전송 거리, 전송 비용 등에 있어서 한계성을 지니고 있으므로, 이동통신, 디지털 방송, 보안 시스템 등과 같은 사업 분야에는 그 적용에 한계가 있다. 즉, ADSL, VDSL 및 이더넷의 전송량은 500m 의 거리에서 약 100 MBPS를 넘지 못하는 것이 현실이므로, 광 시스템(optical fiber system)을 사용하고 있는데, 광 시스템의 경우 고가의 장비와 고가의 전송로를 사용하게 되므로 광 시스템의 선택으로 인한 사업자의 부담은 대단히 크다.

더욱이, 이동통신, 디지털 방송, 보안 시스템 등과 같은 분야의 사업자들은 건물 외부 환경에서의 서비스 문제점은 현재의 시스템 사용으로 해결하였으나, 건물 내에서는 광 선로를 이용한 디지털 전송으로 아날로그의 비확장성을 탈피한 디지털 전송을 많이 사용하고 있어, 이것 역시 고가의 비용으로 인해 사용의 제한을 받고 있다. 따라서, 빌딩 안에서 확장성이 좋은 저가의 대용량 데이터 전송 방법의 출현이 요구되고 있다.

따라서, 본 발명의 제1 목적은 빌딩 내부에서 유선 및 무선 통신을 통합한 데이터 전송 방법 및 시스템을 제공하는데 있다.

본 발명의 제2 목적은 빌딩 내에 시공이 편리하고 저렴한 비용이 드는 이동 통신 인빌딩 중계기, 디지털 방송 중계기 빛 보안 시스템 중계기를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 랜(LAN; local area network) 방식의 기가 비트 이더넷(gigabit ethernet) 전송 유선 네트워크를 사용함을 특징으로 한다. 여기서 기가 비트 이더넷은 100 m 이내의 거리에서 1 GBPS의 데이터를 전송하는 기술로서, 짧은 거리에서 대용량의 데이터를 건물 내에서 전송하는데 적합하다.

본 발명에 따른 이더넷 망을 이용한 유무선 통합 네트워크 전송 기술은 빌딩 내부에 통화 및 고속 데이터 통신을 위한 중계기 접속에 적용될 수 있으며, 빌딩 내에서 구간별 접속을 위해 UTP 케이블을 사용할 수 있다.

이하에서는, 첨부 도면 도1 내지 도9를 참조하여 본 발명에 따른 유무선 통합 네트워크 기술을 상세히 설명한다.

도1은 본 발명에 따른 이더넷 망을 이용한 유무선 통합 네트워크 구성을 나타낸 도면이다. 도1을 참조하면, 이동통신 기지국(10)으로부터 전송되는 RF 신호는 직접 무선으로 RF 중계기(30)를 거쳐 빌딩 내의 분배 허브 유닛트(DHU; distribution hub unit; 50)로 전달되거나, 길이 20 m 이내에서는 동축케이블(40)을 통해 분배 허브 유닛트(50)로 전달된다.

또한, 메인 허브 유닛트(MHU; main hub unit; 20)로부터 광케이블을 통해 최대 20 km 내에 있는 빌딩의 분배 허브 유닛트(50)로 RF 신호가 전송된다. 이어서, 빌딩 내부의 분해 허브 유닛트(50)에서는 빌딩 내부의 각각 원격 분배 유닛트(RDU; remote distribution unit; 70)에 UTP 케이블을 통해 디지털 신호를 전달하게 되고, 빌딩 내의 각각의 RDU(70)들은 다시 주파수 업 변환을 해서 RF 신호를 무선으로 방사하게 된다.

이 때에, 빌딩 내부의 원격 분배 유닛트(RDU; remote distribution unit; 50)는 RF 신호를 디지털 신호로 변환하여 UTP 케이블을 통해 확장 허브 유닛트 (EHU; expansion hub unit; 60)로 보내, 다시 복수개(최대 8개)의 RDU(70)에 UTP 케이블을 통해 디지털 신호를 보낼 수 있다.

도2는 본 발명에 따라 이동통신 기지국으로부터 전송된 RF 신호가 빌딩 내 중계기까지 전달되는 과정을 나타낸 도면이다. 도2를 참조하면, 기지국(BTS; 10)을 나온 RF 신호는 동축케이블을 통해 메인 허브 유닛트(MHU; 20)로 전송되고, 이어서 광케이블로 분배 허브 유닛트(DHU; 50)에 전송된다.

그리고 나면, DHU(50)는 디지털 신호로 변환하여 UTP 케이블을 통해 확장 허브 유닛트(EHU; 60), 원격 분배 유닛트(RDU; 70)를 거쳐 안테나(80)를 통해 빌딩 내부에 이동전화 RF 신호를 중계하게 된다.

도3은 본 발명의 제2 실시예에 따라 디지털 방송을 위한 빌딩 내부 중계기 구성을 나타낸 도면이다. 본 발명에 따른 이더넷 망을 이용한 유무선 통합 시스템은 디지털 방송을 위한 빌딩 내부 중계기에 적용될 수 있다.

즉, 도3을 참조하면, 디지털 방송용 갭 필러(gap filler) 중계기(10a)가 도시되어 있으며, 기타 MHU(20), DHU(50), EHU(60) 및 RDU(70)의 구성은 도1과 동일하다. 도3에 도시된 본 발명의 제2 실시예는 건물 외부의 디지털 방송용 중계기와의 연동이 가능하며 빌딩 내부의 분배 허브 유닛트(DHU; 50)로부터 확장 허브 유닛트(EHU; 60) 또는 원격 분배 유닛트(RDU; 70)는 UTP 케이블로 연결되어 있다.

도4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 디지털 방송용 인빌딩 중계기의 구성을 도식적으로 나타낸 도면이다. 도4를 참조하면, 방송국(10a)으로부터 동축케이블로 RF 신호가 메인 허브 유닛트(MHU; 20)에 전송되고, 광케이블로 RF 신호가 빌딩 내부의 분해 허브 유닛트(DHU; 50)로 들어오게 된다.

이어서, 디지털 신호로 변환되어 확장 허브 유닛트(EHU; 60) 원격 분배 유닛트(RDU; 70)로 UTP 케이블을 통해 디지털 신호가 전송된다. 결국, RDU(70)에 RF 신호로 변환되어 안테나(80)를 통해 디지털 방송이 중계된다.

도5는 본 발명의 제3 실시예로서 이더넷 망을 이용한 유무선 보안 시스템을 나타낸 도면이다. 도5를 참조하면, 각각의 무선 루프 지역 1(200), 무선 루프 지역 2(220), 무선 루프 지역 3(210), 무선 루프 지역 4(230)가 이더넷 망을 통해 중앙 집중국(240)에 연결되어 있다.

도5에서 무선 루프 지역은 CDMA 이동 통신 방식으로 연결되고 중앙 집중국 (240)으로는 이더넷 망으로 접속된다. 도5에 도시한 제3 실시예는 CCTV를 이용하여 양방향 원격 감시가 가능하고, 유선과 무선을 이용한 저가의 유무선 통합 시스템 구현을 가능하게 한다.

도6은 본 발명에 따른 이더넷 망 유무선 통합 시스템에서의 메인 허브 유닛(MHU)의 블록도이다. 도6을 참조하면, 메인 허브 유닛트(MHU; 20)는 RF 모듈 (21)과 E/O 변환기(Electric to Optic Converter; 22)와 콘트롤러(23)로 구성되어 있다. 여기서, 송신 신호는 기지국으로부터 신호를 받아 RF 모듈에서 증폭되고 전기 신호를 광 신호로 변환시키는 E/O 변환기를 거쳐 광섬유(41)를 통해 DHU로 전송하도록 한다. 수신 신호는 DHU로부터 광섬유를 통하여 들어오며 O/E 변환기를 통하여 광 신호가 전기적 신호로 변환된다. 이 신호는 RF 모듈을 통하여 기지국으로 연결된다.

도7은 본 발명에 따른 이더넷 망 유무선 통합 시스템의 분배 허브 유닛트 (DHU)의 블록도이다. 도7을 참조하면, 송신 신호는 MHU(20)로부터 광섬유(41)를 통해 전송되고 광신호는 O/E 변환기(Optic to Electric Converter; 51)를 통해 전기 신호로 변환된다.

이어서, 주파수 다운 변환기(Frequency down converter; 52)를 통해 베이스밴드로 변환된다. 그리고 나면, ADC(analog to digital converter; 54)를 통해 디지털 신호로 변환되어 이더넷 송신 칩(56)을 통해 UTP 케이블(99)로 보내어진다.

또한, 수신 신호는 EHU(60)로부터 UTP 케이블(99)을 통해 전송되는 디지털 신호이고 이더넷 수신 칩(57)을 통해 수신되어 DAC(55)를 통해 아날로그 신호로 변환된다. 그리고 나면, 주파수 업 변환기(Frequency Up Converter; 53)를 통해 캐리어 주파수로 변조되어 E/O 변환기(51)로 보내어진다.

도8은 본 발명에 따른 이더넷 망 유무선 통합 시스템의 확장 허브 유닛트 (EHU)의 구성을 나타내는 블록도이다. 도8을 참조하면, 본 발명에 따른 확장 허브 유닛트(EHU; 60)는 이더넷 수신 칩(61)과 송신칩(62)을 구비하고 복수개의 RDU(70)와 UTP 케이블(99)로 연결되는 송신부(64)와 수신부(65)를 갖는다.

도9는 본 발명에 따른 이더넷 망 유무선 통합 시스템의 원격 분배 유닛트(RDU)의 구성을 나타낸 도면이다. 도9를 참조하면, 원격 분배 유닛트(70)는 빌딩 내부의 중계기 안테나(98)를 구동하기 위하여, 이더넷 수신 칩(71), 송신칩 (72), DAC(73) 및 ADC(74)를 구비한다.

또한, 송신용으로 DAC(73) 출력 아날로그 신호를 주파수 업 변환하는 변환기(75)와 고출력 증폭기(77)를 구비한다. 또한, 본 발명에 따른 RDU(70)는 수신용으로 주파수 다운 변환기(76)와 저잡음 증폭기(LNA; 78) 및 송수신 필터로서 듀플렉서(79)를 구비한다.

전술한 내용은 후술할 발명의 특허 청구 범위를 보다 잘 이해할 수 있도록 본 발명의 특징과 기술적 장점을 다소 폭넓게 개설하였다. 본 발명의 특허 청구 범위를 구성하는 부가적인 특징과 장점들이 이하에서 상술될 것이다. 개시된 본 발명의 개념과 특정 실시예는 본 발명과 유사 목적을 수행하기 위한 다른 구조의 설계나 수정의 기본으로서 즉시 사용될 수 있음이 당해 기술 분야의 숙련된 사람들에 의해 인식되어야 한다.

또한, 본 발명에서 개시된 발명 개념과 실시예가 본 발명의 동일 목적을 수행하기 위하여 다른 구조로 수정하거나 설계하기 위한 기초로서 당해 기술 분야의 숙련된 사람들에 의해 사용되어질 수 있을 것이다. 또한, 당해 기술 분야의 숙련된 사람에 의한 그와 같은 수정 또는 변경된 등가 구조는 특허 청구 범위에서 기술한 발명의 사상이나 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변화, 치환 및 변경이 가능하다.

이상과 같이, 본 발명은 기가 비트 이더넷 망을 이용하여 빌딩 내부의 중계기에 UTP 케이블을 통해 디지털 신호를 주고받음으로써, 이동 전화용 인빌딩 중계기, 디지털 방송용 인빌딩 중계기 및 유무선 보안 시스템을 구현하는 것을 가능하게 한다.

도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이더넷 망을 이용한 유무선 통합 네트워크 구성을 나타낸 도면.

도2는 본 발명의 제1 실시예에 따라 이동통신 기지국으로부터 전송된 RF 신호가 빌딩 내 중계기까지 전달되는 과정을 나타낸 도면.

도3은 본 발명의 제2 실시예에 따라 디지털 방송을 위한 빌딩 내부 중계기 구성을 나타낸 도면.

도4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 디지털 방송용 인빌딩 중계기의 구성을 도식적으로 나타낸 도면.

도5는 본 발명의 제3 실시예로서 이더넷 망을 이용한 유무선 보안 시스템을 나타낸 도면.

도6은 본 발명에 따른 이더넷 망 유무선 통합 시스템에서의 메인 허브 유닛(MHU)의 블록도.

도7은 본 발명에 따른 이더넷 망 유무선 통합 시스템의 분배 허브 유닛트 (DHU)의 블록도.

도8은 본 발명에 따른 이더넷 망 유무선 통합 시스템의 확장 허브 유닛트 (EHU)의 구성을 나타내는 블록도.

도9는 본 발명에 따른 이더넷 망 유무선 통합 시스템의 원격 분배 유닛트(RDU)의 구성을 나타낸 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 이동통신 기지국

20 : 메인 허브 유닛트

22 : E/O 변환기

23 : 콘트롤러

30 : RF 중계기

40 : 동축케이블

41 : 광섬유

50 : 분배 허브 유닛트

51 : O/E 변환기

52 : 주파수 다운 변환기

54 : ADC(Analog to Digital Conventer)

56 : 이더넷 송신 칩

60 : 확장 허브 유닛트

70 : 원격 분배 유닛트

71 : 이더넷 수신 칩

72 : 송신칩

75 : 변환기

76 : 주파수 다운 변환기

77 : 고출력 증폭기

78 : 저잡음 증폭기

79 : 듀플렉서

80 : 안테나

98 : 중계기 안테나

99 : UTP 케이블

240 : 중앙 집중국

Claims

이동 통신 기지국과 통신하는 RF 신호를 빌딩 내부에 중계하는 중계기 시스템에 있어서, 상기 중계기 시스템은

상기 RF 신호를 디지털 신호로 변환하여 UTP 케이블을 통해 기가 비트 이더넷 망으로 상기 빌딩 내부에 설치된 복수 개의 원격 분배 유닛트(RDU)로 전송하고, 상기 원격 분배 유닛트로부터 상기 UTP 케이블을 통해 디지털 신호를 전송 받아 RF 신호로 변환하여 빌딩 밖으로 송출하는 분배 허브 유닛트(DHU);

상기 분배 허브 유닛트(DHU) 또는 상기 DHU에 UTP 케이블로 연결된 확장 허브 유닛트(EHU)로부터 UTP 케이블로 디지털 신호를 전송 받아 RF 신호로 변환하여 안테나를 통해 빌딩 내부에 상기 RF 신호를 중계하는 원격 분배 유닛트(RDU)

를 포함하는 인빌딩 중계기 시스템.
제1항에 있어서, 상기 DHU는 이동 통신 기지국(BTS)과 동축케이블로 연결됨을 특징으로 하는 인빌딩 중계기 시스템.
제1항에 있어서, 상기 DHU는 이동 통신 기지국(BTS)과 무선으로 RF 신호를 송수신하는 RF 중계기와 연결됨을 특징으로 하는 인빌딩 중계기 시스템.
제1항에 있어서, 상기 DHU는 상기 이동 통신 기지국과 연결된 메인 허브 유닛트(MHU)와 광케이블로 접속된 것을 특징으로 하는 인빌딩 중계기 시스템.
갭 필러 중계기로부터 중계되는 디지털 방송 RF 신호를 빌딩 내부에 중계하는 중계기 시스템에 있어서, 상기 중계기 시스템은

상기 디지털 방송 RF 신호를 디지털 신호로 변환하여 UTP 케이블을 통해 기가 비트 이더넷 망으로 상기 빌딩 내부에 설치된 복수 개의 원격 분배 유닛트(RDU)로 전송하는 분배 허브 유닛트(DHU);

상기 분배 허브 유닛트(DHU) 또는 상기 분배 허브 유닛트에 UTP 케이블로 연결된 확장 허브 유닛트(EHU)로부터 UTP 케이블로 디지털 신호를 전송 받아 RF 신호로 변환하여 안테나를 통해 빌딩 내부에 디지털 방송 RF 신호를 중계하는 원격 분배 유닛트(RDU)

를 포함하는 인빌딩 중계기 시스템.
제5항에 있어서, 상기 DHU는 갭 필러 중계기와 동축케이블로 연결됨을 특징으로 하는 인빌딩 중계기 시스템.
제5항에 있어서, 상기 DHU는 상기 갭 필러 중계기로부터 무선 RF 신호를 송신 받는 RF 수신기와 연결됨을 특징으로 하는 인빌딩 중계기 시스템.
제5항에 있어서, 상기 DHU는 상기 갭 필러 중계기와 연결된 메인 허브 유닛트(MHU)와 광케이블로 접속된 것을 특징으로 하는 인빌딩 중계기 시스템.
복수 개의 무선 루프 지역에서 촬영되는 동영상 정보를 이더넷 망을 통한 전송을 위하여 디지털 신호로 변환하여 이더넷 망을 통해 중앙 집중국으로 전송되는 보안 시스템.
제4항 또는 제8항에 있어서, 상기 메인 허브 유닛트는 RF 모듈과 E/O 변환기 및 콘트롤러로 구성됨을 특징으로 하는 인빌딩 중계기 시스템.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 DHU는 O/E 변환기, 주파수 변환기, ADC 및 DAC와 이더넷 송수신 칩으로 구성됨을 특징으로 하는 인빌딩 중계기 시스템.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 EHU는 이더넷 송수신 칩, 덧셈기, 콘트롤러를 포함하는 인빌딩 중계기 시스템.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 RDU는 이더넷 송수신 칩과 주파수 변환기, ADC 및 DAC, 고출력 증폭기 및 저잡음 증폭기, 듀플렉서를 포함한 인빌딩 중계기 시스템.