KR20140098486A - Ｈｆｃ 기반 케이블 망에서의 방송 및 데이터 스트림 전송 방법 및 시스템, 및 변환 방법 및 장치 - Google Patents

Ｈｆｃ 기반 케이블 망에서의 방송 및 데이터 스트림 전송 방법 및 시스템, 및 변환 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 HFC(Hybrid Fiber Coax) 기반 케이블(cable) 망에서의 방송 및 데이터 스트림 전송 방법은 방송 송출 장치가 상기 케이블 망의 광 구간과 케이블 구간의 접점인 셀 노드까지의 광 구간을 통해 IP 기반 스트림 또는 RF 신호 형태로 방송 및 데이터 서비스 스트림을 전송하는 제 1 전송 단계 및 상기 셀 노드가 상기 방송 및 데이터 서비스 스트림을 가입자 단말의 서비스 형태에 따라 RF 신호, IP 기반 스트림 및 RF/IP 융합 서비스 스트림 중 하나의 형태로 변환하여 상기 가입자 단말까지 케이블 구간을 통해 전송하는 제 2 전송 단계를 포함한다. 따라서, 동축 구간 가입자 그룹인 셀 단위에서 실시청 방송 서비스 스트림만을 교환 전송하여 시청되지 않음에도 동시에 전송되어야 하는 방송 주파수 대역을 효율적으로 사용할 수 있다.

Description

ＨＦＣ 기반 케이블 망에서의 방송 및 데이터 스트림 전송 방법 및 시스템, 및 변환 방법 및 장치{BROADCAST AND DATA STREAM TRANSMISSION METHOD AND SYSTEM, AND CONVERSION METHOD AND APPARATUS IN HFC BASED CABLE NETWORK}
본 발명은 전송 플랫폼에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다양한 케이블 방송 서비스를 효율적으로 전송하기 위한 전송 플랫폼에 관한 것이다.
가입자에게 유료 방송 서비스를 제공하는 기존 유선 방송 서비스는 주로 HFC(Hybrid Fiber Coax) 기반의 케이블 망을 전송 매체로 이용한다. HFC 망은 사업자의 전송 서비스 공급 지점인 헤드엔드(headend)로부터 댁내의 가입자 장치까지 변조된 주파수(RF: Radio Frequency) 신호를 통해 MPEG-2 TS 기반의 방송 스트림을 전달하며, 헤드엔드로부터 가입자 서비스 그룹의 인입점까지는 변조된 RF 신호의 아날로그 업컨버팅(analog upconverting)을 통한 광 전송을 하고, 광 전송의 종단점인 ONU(Optical Network Unit)에서 광-전 변환을 통해 가입자까지 RF 신호를 전송한다.
상기 방식의 RF 기반 전송 서비스는 MPEG-2 TS 기반의 방송 서비스뿐만 아니라 IP 기반의 데이터 전송 역시 DOCSIS(Data over Cable Service Interface Specification) 규격의 MPEG-2 TS 컨테이너를 통해 전송되며, 이를 위해 헤드엔드에 고가의 CMTS(Cable Modem Termination System) 장비를 요구할 뿐 아니라 방송용 주파수 대역 이외의 일부 대역을 서비스 그룹이 공유하여 데이터 전송을 위한 주파수 대역으로 사용하므로 대역 사용이 비효율적인 한계가 있다.
또한 최근 1Gbps 대역의 EPON(Ethernet Passive Optical Network) 등 고속 TDM(Time Division Multiplexing) 광 전송 기술의 발전으로 저가형 OLT(Optical Line Terminal)의 구성이 가능하고, 10G PON(Passive Optical Network)이나 파장 분할 다중화 등의 기술로 광 전송 구간의 수용 대역폭은 비약적으로 증가한데 비하여, 동축 케이블 구간의 주파수 대역 사용은 방송 주파수 대역의 공유, 케이블 데이터 전송의 고비용 등으로 구간 병목 현상이 불가피하다.
이에 따라, HFC망은 RFoG(RF over Glass), DOCSIS-PON, EPoC(EPON over Cable) 등 PON과 케이블 전송을 결합하고, 동축 구간은 보다 가입자에 근접시켜 케이블 전송 신호의 품질을 높이는 기술, CCAP(Converged Cable Access Platform)과 같이 RF/IP 융합 전송을 효율적으로 수용하기 위한 기술 방향으로 진화하고 있다. 최근의 스마트 서비스의 빠른 발전 동향은 방송 서비스에 있어서도 IP 기반의 데이터 정보가 동반되는 방송-데이터 융합형 전송을 요구하고 있으며, 이에 케이블 망에서 주파수 대역의 향상과 효율적인 RF/IP 융합형 전송을 위한 전송 플랫폼의 구축이 요구된다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 HFC(Hybrid Fiber Coax 이하 HFC) 기반 케이블 망에서 광 구간과 동축 구간의 접점인 셀 노드에 RF/IP 융합 비디오 전송을 위한 전송 시스템을 두어 다양한 케이블 방송 서비스를 효율적으로 통합 전송하기 위한 전송 플랫폼을 구축하는 HFC 기반 케이블 망에서의 방송 및 데이터 스트림 전송 방법 및 시스템, 및 변환 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 HFC(Hybrid Fiber Coax) 기반 케이블(cable) 망에서의 방송 및 데이터 스트림 전송 방법은 방송 송출 장치가 상기 케이블 망의 광 구간과 케이블 구간의 접점인 셀 노드까지의 광 구간을 통해 IP 기반 스트림 또는 RF 신호 형태로 방송 및 데이터 서비스 스트림을 전송하는 제 1 전송 단계 및 상기 셀 노드가 상기 방송 및 데이터 서비스 스트림을 가입자 단말의 서비스 형태에 따라 RF 신호, IP 기반 스트림 및 RF/IP 융합 서비스 스트림 중 하나의 형태로 변환하여 상기 가입자 단말까지 케이블 구간을 통해 전송하는 제 2 전송 단계를 포함할 수 있다.
상기 제 1 전송 단계는 RF 신호 형태의 방송 서비스 스트림을 파장 분할 다중화를 통해 오버레이(overlay) 구조로 제공함으로써 하나의 물리적 토폴로지(topology) 내에 독립된 복수 개의 논리망을 구축함으로써 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제 2 전송 단계는 셀 단위로 분리하여 케이블 매체의 주파수 채널 대역을 할당하여 셀 내의 가입자 그룹의 단말로 변환된 전송 스트림을 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제 2 전송 단계는 상기 서로 다른 셀에 포함된 가입자 그룹의 단말에 대해 동일한 케이블 주파수 채널 대역을 재사용할 수 있도록 상기 케이블 주파수 채널 대역을 할당하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제 2 전송 단계는 상기 가입자 단말로부터의 방송 서비스 요청을 식별하여 상기 방송 및 데이터 서비스 스트림 중 실시청 방송 서비스 스트림만을 선별하여 변환하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제 2 전송 단계는 상기 동일 케이블 주파수 대역을 서비스 그룹으로 하는 케이블 구간의 가입자 단말로부터의 방송 서비스 요청을 식별하여 상기 방송 및 데이터 서비스 스트림 중 실시청 방송 서비스 스트림만을 선별하여 변환하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제 2 전송 단계는 IP 기반의 방송 및 데이터 서비스 스트림을 MPEG-2 TS 기반의 RF 신호로 변조하여 상기 가입자 단말로 전송하거나, 또는 상기 IP 기반의 방송 및 데이터 서비스 스트림을 기반으로 MAC/PHY 전송 계층의 프로토콜에 관계없이 케이블 구간에서 IP 기반 방송 및 데이터 전송 스트림을 생성하여 상기 가입자 단말로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제 2 전송 단계는 RF 신호 형태의 방송 서비스 스트림을 광-전 변환을 수행하여 상기 케이블 구간을 통해 전송하거나, 또는 상기 RF 신호 형태의 방송 서비스 스트림 중 상기 가입자 단말로부터 요청된 서비스 스트림만을 필터링하여 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제 2 전송 단계는 RF 신호 형태의 방송 또는 DOCSIS(Data Over Cable Service Interface Specification) 기반 서비스 스트림을 기반으로 MAC/PHY 전송 계층의 프로토콜과 관계없이 케이블 구간에서 IP 기반 방송 및 데이터 전송 스트림을 생성하여 상기 가입자 단말로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 HFC(Hybrid Fiber Coax) 기반 케이블(cable) 망에서의 방송 서비스 제공 시스템은 상기 케이블 망의 광 구간과 케이블 구간의 접점인 셀 노드까지의 광 구간을 통해 IP 기반 스트림 또는 RF 신호의 형태로 방송 및 데이터 서비스 스트림을 전송하는 방송 송출 장치, 상기 방송 및 데이터 서비스 스트림을 가입자 단말의 서비스 형태에 따라 RF 신호, IP 기반 스트림 및 RF/IP 융합 서비스 스트림 중 적어도 어느 하나의 형태로 변환하여 상기 가입자 단말까지 케이블 구간을 통해 전송하는 셀 노드 및 상기 셀 노드에서 변환된 스트림을 수신하는 가입자 단말을 포함할 수 있다.
상기 방송 송출 장치는 RF 신호 형태의 방송 서비스 스트림을 파장 분할 다중화를 통해 오버레이(overlay) 구조로 제공함으로써 하나의 물리적 토폴로지(topology) 내에 독립된 복수 개의 논리망을 구축함으로써 전송할 수 있다.
상기 셀 노드는 셀 단위로 분리하여 케이블 매체의 주파수 채널 대역을 할당하여 셀 내의 가입자 그룹의 단말로 상기 변환된 스트림을 전송할 수 있다.
상기 셀 노드는 상기 서로 다른 셀에 포함된 가입자 그룹의 단말에 대해 동일한 케이블 주파수 채널 대역을 재사용할 수 있도록 상기 케이블 주파수 채널 대역을 할당할 수 있다.
상기 셀 노드는 상기 가입자 단말로부터의 방송 서비스 요청을 식별하여 상기 방송 및 데이터 서비스 스트림 중 실시청 방송 서비스 스트림만을 선별하여 변환할 수 있다.
상기 셀 노드는 상기 동일 케이블 주파수 대역을 서비스 그룹으로 하는 케이블 구간의 가입자 단말로부터의 방송 서비스 요청을 식별하여 상기 방송 및 데이터 서비스 스트림 중 실시청 방송 서비스 스트림만을 선별하여 변환할 수 있다.
상기 셀 노드는 IP 기반 방송 및 데이터 서비스 스트림을 MPEG-2 TS 기반의 RF 신호로 변조하여 상기 가입자 단말로 전송하거나, 또는 상기 IP 기반 방송 및 데이터 서비스 스트림을 기반으로 MAC/PHY 전송 계층의 프로토콜에 관계없이 케이블 구간에서 IP 기반 방송 및 데이터 전송 스트림을 생성하여 상기 가입자 단말로 전송할 수 있다.
상기 셀 노드는 RF 신호 형태의 방송 서비스 스트림을 광-전 변환을 통해 상기 케이블 구간을 통해 전송하거나, 또는 상기 가입자 단말로부터 요청된 서비스 스트림만을 필터링하여 전송할 수 있다.
상기 셀 노드는 RF 신호의 방송 또는 DOCSIS(Data Over Cable Service Interface Specification) 기반 서비스 스트림을 기반으로 MAC/PHY 전송 계층의 프로토콜과 관계없이 케이블 구간에서 IP 기반 방송 및 데이터 전송 스트림을 생성하여 상기 가입자 단말로 전송할 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 HFC(Hybrid Fiber Coax) 기반 케이블(cable) 망에서 광 구간과 케이블 구간의 접점에 위치한 셀 노드의 방송 및 데이터 스트림 변환 방법은 방송 송출 장치로부터 IP 기반 스트림 또는 RF 신호 형태의 방송 및 데이터 서비스 스트림을 수신하는 단계 및 상기 방송 및 데이터 서비스 스트림을 가입자 단말의 서비스 형태에 따라 RF 신호, IP 기반 스트림 및 RF/IP 융합 서비스 스트림 중 적어도 어느 하나의 형태로 변환하여 상기 가입자 단말까지 케이블 구간을 통해 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 HFC(Hybrid Fiber Coax) 기반 케이블(cable) 망에서 광 구간과 케이블 구간의 접점에 위치한 셀 노드의 방송 및 데이터 스트림 변환 장치는 방송 송출 장치로부터 IP 기반 스트림 또는 RF 신호 형태의 방송 및 데이터 서비스 스트림을 수신하는 수신부 및 상기 방송 및 데이터 스트림을 가입자 단말의 서비스 형태에 따라 RF 신호, IP 기반 스트림 및 RF/IP 융합 서비스 스트림 중 적어도 어느 하나의 형태로 변환하여 상기 가입자 단말까지 케이블 구간을 통해 전송하는 전송부를 포함할 수 있다.
본 발명의 HFC 기반 케이블 망에서의 방송 및 데이터 스트림 전송 방법 및 시스템, 및 변환 방법 및 장치에 따르면, 동축 구간 가입자 그룹인 셀 단위에서 실시청 방송 서비스 스트림만을 교환 전송하여 시청되지 않음에도 동시에 전송되어야 하는 방송 주파수 대역을 효율적으로 사용하고, IP 데이터 전송을 위한 대역을 가변적으로 할당함으로써 동축 구간의 주파수 활용 효율과 실사용 대역을 증가시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 HFC 기반 케이블 망에서의 방송 및 데이터 스트림 전송 방법 및 시스템, 및 변환 방법 및 장치에 따르면, 기존에 헤드엔드에서 담당하던 RF 신호 변조를 동축 구간 인입점인 셀 노드에서 수행함으로써 광 구간의 RF 또는 IP 전송이 자유롭게 가능하도록 하며, 광 구간을 통해 전달된 서비스 스트림을 셀 노드에서 RF 또는 IP 변환 전송이 가능하도록 RF/IP 융합 전송 플랫폼을 구성하여 케이블 망을 통해 효율적인 스마트 융합 방송 서비스가 이루어질 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1은 HFC 기반 케이블 망의 방송 서비스 스트림 전달 구조의 일 실시예를 나타낸 블록도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 HFC 기반 케이블 망에서의 방송 및 데이터 스트림 전송 시스템의 구조를 나타낸 블록도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 HFC 기반 케이블 망에서의 방송 및 데이터 스트림 전송 방법을 개략적으로 나타낸 흐름도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 HFC 기반 케이블 망에서의 방송 및 데이터 스트림 전송 시스템에 있어서, 비디오 스트림 및 방송 데이터의 송수신 동작을 설명하기 위한 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 HFC 기반 케이블 망에서의 방송 및 데이터 스트림 전송 시스템에 있어서, 셀 단위로 주파수 채널 대역을 할당하여 케이블 주파수의 재사용을 설명하기 위한 도면,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 HFC 기반 케이블 망에서의 방송 및 데이터 스트림 전송 시스템의 상향 및 하향 케이블 주파수 대역 및 RF/IP 기반 서비스의 주파수 대역을 개략적으로 나타낸 도면,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 HFC 기반 케이블 망에서의 방송 및 데이터 스트림 전송 시스템의 셀 노드를 구체적으로 나타낸 상세블록도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 HFC 기반 케이블 망의 방송 서비스 스트림 전달 구조의 일 실시예를 나타낸 블록도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 방송 서비스 스트림 전달 구조는 케이블 방송국(110)(SO: System Operator), 광 케이블(120), 동축 케이블(122), ONU 장치(130), 가입자 셀(140-1, 140-2, 140-3) 및 가입자 단말(150)을 포함할 수 있다.
도 1을 참조하면, 유료 방송 서비스 제공 사업자인 케이블 방송국(110)은 가입자에게 서비스될 방송 컨텐츠를 생성하여 사업자 공급망을 통해 케이블 망의 헤드엔드 지점으로 전달되고, 상기 헤드엔트 지점으로부터 HFC 기반의 전달망을 통해 가입자 단말(150)까지 전송한다. HFC 망은 가입자 가까운 곳까지 광 케이블(120)로 연결되고, 가입자 서비스 그룹의 마지막 근접 마일(Last mile) 지점에서 동축 케이블(122)을 통해 분기되어 가입자 댁내로 연결된다. 즉, HFC 망은 광 케이블(120) 구간과 동축 케이블(122) 구간을 포함한다. 본 명세서에 걸쳐, 동축 구간은 케이블 구간과 동일한 의미로 사용될 수 있다.
헤드엔드는 먼저, 가입자에 전송되는 방송 스트림을 MPEG-2 TS 기반의 RF 신호로 변조하여 광 구간을 통해 전송하기 위해 업컨버팅된 RF 신호를 전-광 변환을 수행한다. 그리고는, 광신호를 통해 전송된 RF 신호는 광-동축의 접점에 위치한 ONU 장치(130)에서 다시 광-전 변환을 수행한다. 광-전 변환을 수행하면, 상기 RF 신호는 케이블 주파수 대역으로 다운컨버팅되고, 다운컨버팅된 RF 신호가 가입자 단말(150)까지 전송될 수 있다. 가입자 단말(150)은 시청한 채널의 주파수 채널을 복조하여 원하는 신호를 수신함으로써 서비스를 제공받을 수 있다. 상기와 같은 구조에서 가입자 셀(140-1, 140-2, 140-3)의 거리 반경이 크거나 분기가 복잡할 경우, RF 신호의 품질을 향상시키기 위해 앰프(AMP)와 같은 아날로그 전송 장치들이 요구될 수 있다.
광 구간이 종단되는 지점의 ONU(130)는 광 구간과 케이블 구간의 접점에서 광-전 변환을 수행하는 수동적 역할을 수행한다. ONU(130)는 스트림을 중단하거나 교환하는 등의 능동 기능을 수행하지 않는다. 또한, 상기 전송 구조에서 방송 스트림은 MPEG-2 TS 기반의 스트림을 RF 신호 형태로 헤드엔드의 서비스 그룹에 포함되는 모든 가입자 셀(140-1, 140-2, 140-3)에 전달되며, 가입자의 시청 여부에 상관없이 모든 콘텐츠 스트림이 전송 매체를 통해 가입자까지 방송되는 형태의 전송 구조를 갖는다.
전술한 바와 같이, RF 기반의 전송은 HFC 망의 광 구간에 있어 TDM-PON과 같은 고속 광 전송 기술이 제공할 수 있는 잠재적 대역 용량을 충분히 활용할 수 없으며, 이는 케이블 구간의 대역 병목을 유발하는 요인이 되기도 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 HFC 기반 케이블 망에서의 방송 및 데이터 스트림 전송 시스템의 구조를 나타낸 블록도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 방송 및 데이터 스트림 전송 시스템은 케이블 방송국(210), 광 케이블(220), 셀 노드(230-1, 230-2, 230-3), 동축 케이블(222), 가입자 셀(240-1, 240-2, 240-3) 및 가입자 단말(250)을 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면, 케이블 방송국(210)에서 송출되는 방송 및 데이터 스트림은 광 케이블(220)을 통과하여 디지털 광 신호로 전송되고, 셀 노드(230-1, 230-2, 230-3)에서 서비스에 따라 특정 형태로 변환되어 동축 케이블(222)을 통해 가입자 단말(250)로 전송될 수 있다. 먼저, 10Gbps 급의 광 전송 기술을 활용하여 케이블 방송국(210)의 헤드엔드로부터 광 구간의 종단 지점이자 케이블 구간의 인입점인 셀 노드(230-1, 230-2, 230-3)까지의 광 구간에서 IP 기반 데이터로 방송 서비스 스트림을 전달할 수 있다. 케이블 방송국(210)은 경우에 따라 RF 신호 형태의 방송 스트림을 전송할 수도 있다. 셀 노드(230-1, 230-2, 230-3)는 상기 방송 서비스 스트림을 가입자 단말(250)의 서비스 형태에 따라 RF 변조를 수행하여 MPEG-2 TS 기반의 RF 신호로 전송하거나, 또는 IP 기반 스트림으로 전송할 수 있다. 또한, RF/IP 융합된 서비스 스트림으로 변환하여 전송할 수 있다. 여기서, RF/IP 융합된 서비스 스트림으로 전송하게 될 경우, 가입자 셀(240-1, 240-2, 240-3) 별로 동일한 주파수 채널 대역을 재사용할 수 있다. 이로 인해, 주파수 확장을 용이하게 하고, 근거리 케이블 구간의 신호 품질을 높일 수 있으며, 다양한 형태의 서비스 스트림 교환을 통해 멀티 스크린, 스마트 방송 서비스의 효율적인 제공을 가능하게 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 HFC 기반 케이블 망에서의 방송 및 데이터 스트림 전송 방법을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 먼저, 방송 송출 장치(케이블 방송국을 포함할 수 있음)는 케이블 망의 광 구간과 케이블 구간(동축 구간과 동일함)의 접점인 셀 노드까지의 광 구간을 통해 IP 기반 데이터 또는 RF 신호의 형태로 방송 및 데이터 스트림을 전송한다(S310). 이때, 방송 송출 장치는 RF 신호 형태의 스트림 전송의 경우, 방송 스트림을 파장 분할 다중화를 통해 오버레이(overlay) 구조로 제공함으로써 하나의 물리적 토폴로지(topology) 내에 독립된 복수 개의 논리망을 구축함으로써 전송할 수 있다.
다음으로, 셀 노드는 상기 방송 송출 장치로부터 방송 및 데이터 스트림을 수신하여 가입자 단말의 서비스 형태에 따라 RF 신호, IP 기반 스트림 및 RF/IP 융합 서비스 스트림 중 하나의 형태로 변환하여 가입자 단말까지 케이블 구간을 통해 전송할 수 있다(S320). 셀 노드는 주파수 대역 할당시, 셀 단위로 분리하여 케이블 매체의 주파수 채널 대역을 할당하여 셀 내의 가입자 그룹의 단말로 변환된 스트림을 전송할 수 있다. 이때, 서로 다른 셀에 포함된 가입자 그룹의 단말에 대해 동일한 케이블 주파수 채널 대역을 재사용할 수 있도록 케이블 주파수 채널 대역을 할당할 수 있다.
셀 노드는 가입자 단말로부터의 방송 서비스 요청을 식별하여 상기 방송 및 데이터 스트림 중 실시청 방송 서비스 스트림만을 선별하여 변환할 수 있고, 변환된 스트림을 요청한 가입자 단말로 전송할 수 있다. 이때, 방송 서비스 요청을 식별하는 가입자 단말의 단위는 동일 케이블 주파수 대역을 서비스 그룹으로 하는 케이블 구간의 가입자 단말로 한정할 수 있다.
셀 노드는 IP 기반의 방송 및 데이터 스트림을, MPEG-2 TS 기반의 RF 신호로 변조하여 상기 가입자 단말로 전달하거나 또는 MAC/PHY 전송 계층의 프로토콜에 관계없이 케이블 구간에서 IP 기반 방송 및 데이터 전송 스트림으로 가입자 단말로 전달할 수 있다. 또한, RF 신호의 방송 서비스 스트림을 광-전 변환을 통해 케이블 구간으로 전달할 수 있다. 이 경우에도, 가입자 단말로부터 요청된 서비스 스트림만을 필터링하여 전달할 수 있다. 셀 노드는 RF 신호의 방송 또는 DOCSIS(Data Over Cable Service Interface Specification) 기반 스트림을 MAC/PHY 전송 계층의 프로토콜과 관계없이 케이블 구간에서 IP 기반 방송 및 데이터 전송 스트림으로 변환하여 가입자 단말로 전송할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 HFC 기반 케이블 망에서의 방송 및 데이터 스트림 전송 시스템에 있어서, 비디오 스트림 및 방송 데이터의 송수신 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 셀 노드(400)는, 광 구간의 종담점에 위치한 ONU(도 1 참조)가 광-전 변환을 수행하는 수동적 기능만을 수행하는데 반해, 광-전 변환 기능뿐만 아니라 고속 TDM-PON의 종단 및 고속 근거리 케이블 망 전송을 위한 MAC/PHY 기능, 비디오 서비스 스트림의 교환 및 TS 스트림과 IP 데이터 상호 전환 기능 등의 능동적 역할을 수행할 수 있다. 즉, 이는 스마트 케이블 액세스 노드(smart cable access node)라고 불릴 수 있다.
셀 노드(400)는 방송 송출 장치(케이블 방송국을 포함할 수 있음)로부터 비디오 서비스 스트림 또는 데이터를 수신할 수 있다. 이때, 데이터는 셀 노드(400)에서의 요청에 의해 수신될 수 있다. 셀 노드(400)에 수신되는 비디오 서비스 스트림 및 데이터는 전술한 바와 같이, 파장 분할 다중화를 통해 오버레이 구조로 제공될 수 있다. 수신되는 비디오 서비스 스트림 및 데이터는 RF 변조된 신호일 수도 있고, IP 기반 스트림일 수도 있다. 셀 노드(400)는 상기 RF 신호로 입력되는 비디오 서비스 스트림 또는 데이터를 광-전 변환을 통해 케이블 구간으로 전달하거나 또는 가입자 단말(422)로부터 요청된 서비스 스트림만을 필터링하여 전달할 수 있다. 또한, 셀 노드는 동일 케이블 주파수 대역을 서비스 그룹으로 하는 하나의 셀(셀 #1)에 포함된 가입자의 댁(420-1, 420-2, 420-3) 내의 가입자 단말(422)로부터 형식에 상관없이 방송 서비스 요청을 수신하여 광 구간을 통해 수신된 비디오 서비스 스트림 또는 데이터 중에 실시청 방송 서비스 스트림만을 선별하여 교환할 수 있다. 이때 데이터는 광대역으로 할당하여 가입자 단말(422)로 전송될 수 있다.
또한, 셀 노드(400)는 광 구간을 통해 RF 신호의 형태로 수신되는 방송 또는 DOCSIS 기반 스트림을 MAC/PHY 전송 계층의 프로토콜에 관계없이 케이블 구간에서 IP 기반 방송 및 데이터 전송 스트림으로 변환하여 가입자 댁 내의 IP 기반 단말 장치(422)에 전송할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 HFC 기반 케이블 망에서의 방송 및 데이터 스트림 전송 시스템에 있어서, 셀 단위로 주파수 채널 대역을 할당하여 케이블 주파수의 재사용을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 방송 송출 장치(미도시)로부터 광 케이블을 통해 방송 및 데이터 스트림을 수신하는 셀 노드(510-1, 510-2)는 복수 개일 수 있다(도 5의 실시예에서는 2개를 가정하나, 반드시 이에 국한되는 것은 아님). 따라서, 셀 노드(510-1, 510-2)를 셀 단위로 배치하여 셀 단위로 주파수 대역을 분리하여 할당할 수 있다. 각각의 셀 노드(510-1, 510-2)는 자신이 속한 셀(520-1, 520-2) 내에 포함된 사입자 단말에 주파수 채널 대역을 할당한다. 종래에 주파수 채널의 할당이 헤드엔드에서 이루어져 같은 헤드엔드에 속하는 서비스 그룹이 동일한 주파수 서비스 구조를 가져야 했었던데 반해 본 발명에 따른 케이블 구간의 주파수 서비스 구조는 셀 내에 국한되어 서로 다른 셀(520-1, 520-2)은 서로 다른 주파수 서비스 구조를 가질 수 있으며, 서로 독립적인 구조를 가질 수 있다. 예컨대, 셀 #1(520-1)에 포함된 가입자 단말에 대한 주파수 서비스 구조는 셀 #2(520-2)에 포함된 가입자 단말에 대한 주파수 서비스 구조와 다를 수 있다. 이에 따라, 셀 #1(520-1)과 셀 #2(520-2)는 동일한 주파수 자원을 사용할 수 있다. 따라서, 셀 분리를 통해 케이블 주파수 대역을 재사용함으로써 실제적인 케이블 구간의 가용 대역을 확장할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 HFC 기반 케이블 망에서의 방송 및 데이터 스트림 전송 시스템의 상향 및 하향 케이블 주파수 대역 및 RF/IP 기반 서비스의 주파수 대역을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 상향 링크에 사용되는 주파수와 하향 링크에 사용되는 주파수가 분리되어 있다. 또한, 하향 링크의 경우, RF 기반 서비스를 통해 제공되는 서비스 스트림에 할당되는 주파수와 IP 기반 서비스를 통해 제공되는 서비스 스트림에 할당되는 주파수가 분리되어 있고, 셀 노드는 이러한 주파수 대역의 특성을 참조하여 자신이 포함된 셀에 속한 가입자 단말에 대해 각 가입자 단말의 서비스 형태에 따라 주파수 대역을 할당할 수 있다. 본 발명의 HFC 기반 케이블 망에서의 방송 및 데이터 스트림 전송 시스템에 따르면, 셀 분리를 통해 동일한 주파수 대역을 서로 다른 셀 내의 가입자 그룹에서 사용할 수 있도록 함으로써 가입자 단말에 제공되는 서비스 스트림에 할당되는 주파수 대역의 가용 대역을 확장할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 HFC 기반 케이블 망에서의 방송 및 데이터 스트림 전송 시스템의 셀 노드를 구체적으로 나타낸 상세블록도이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 셀 노드(700)는 스플리터(splitter) 또는 디먹스(demux: demultiplexer)(710), 비디오 스위칭부(720), PON ONU(730) 및 고속 케이블 MAC/PHY부(732)를 포함할 수 있다.
도 7을 참조하면, 스플리터 또는 디먹스(710)는 수신되는 방송 및 데이터 스트림을 비디오 서비스 스트림과 데이터 스트림으로 분리 또는 디멀티플렉싱(demultiplexing)한다. 상기 스플리터 또는 디먹스(710)를 통해 분리된 RF 신호 또는 IP 스트림 형태의 비디오 스트림은 비디오 스위칭부(720)를 통해 변환되어 가입자 단말(미도시)로 비디오 서비스로서 제공된다. 비디오 스위칭부(720)는 광 구간을 통해 수신된 IP 기반의 방송 서비스 스트림을 케이블 구간에서 MPEG-2 TS 기반 RF 신호로 변조하여 가입자 단말까지 전송할 수 있다. 경우에 따라, RF 신호 형태의 비디오 스트림을 광-전 변환하여 가입자 단말로 전송할 수 있다. 이때, 요청된 서비스 스트림만을 필터링하여 전송할 수 있다.
PON-ONU(730)는 상기 스플리터 또는 디먹스(710)를 통해 분리된 IP 기반 데이터 스트림을 광-전 변환시킨다. 그리고 고속 케이블 MAC/PHY 부(732)는 상기 광-전 변환된 IP 기반 데이터 서비스 스트림을 MAC/PHY 전송 계층의 프로토콜에 관계없이 케이블 구간에서 IP 기반 데이터 전송 스트림으로 가입자 댁 내의 IP 기반 단말 장치에 전송할 수 있다. 이때, 고속 케이블 MAC/PHY 부(732)는 비디오 스위칭부(720)로부터 광-전 변환된 IP 기반 방송 서비스 스트림을 수신하여 수신된 IP 기반 방송 서비스 스트림을 기반으로 주파수 대역 할당 등을 통해 IP 기반 방송 전송 스트림을 생성하여 가입자 단말에 전송할 수 있다. 전술한 바와 같이, 고속 케이블 MAC/PHY 부(732)를 통해 전송되는 데이터는 광대역 데이터일 수 있다.
이상 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 보호범위가 상기 도면 또는 실시예에 의해 한정되는 것을 의미하지는 않으며 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (20)

  1. HFC(Hybrid Fiber Coax) 기반 케이블(cable) 망에서의 방송 및 데이터 스트림 전송 방법에 있어서,
    방송 송출 장치가 상기 케이블 망의 광 구간과 케이블 구간의 접점인 셀 노드까지의 광 구간을 통해 IP 기반 스트림 또는 RF 신호 형태로 방송 및 데이터 서비스 스트림을 전송하는 제 1 전송 단계; 및
    상기 셀 노드가 상기 방송 및 데이터 서비스 스트림을 가입자 단말의 서비스 형태에 따라 RF 신호, IP 기반 스트림 및 RF/IP 융합 서비스 스트림 중 하나의 형태로 변환하여 상기 가입자 단말까지 케이블 구간을 통해 전송하는 제 2 전송 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 HFC 기반 케이블 망에서의 방송 및 데이터 스트림 전송 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 전송 단계는
    RF 신호 형태의 방송 서비스 스트림을 파장 분할 다중화를 통해 오버레이(overlay) 구조로 제공함으로써 하나의 물리적 토폴로지(topology) 내에 독립된 복수 개의 논리망을 구축함으로써 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 HFC 기반 케이블 망에서의 방송 및 데이터 스트림 전송 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 전송 단계는
    셀 단위로 분리하여 케이블 매체의 주파수 채널 대역을 할당하여 셀 내의 가입자 그룹의 단말로 변환된 전송 스트림을 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 HFC 기반 케이블 망에서의 방송 및 데이터 스트림 전송 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 제 2 전송 단계는
    상기 서로 다른 셀에 포함된 가입자 그룹의 단말에 대해 동일한 케이블 주파수 채널 대역을 재사용할 수 있도록 상기 케이블 주파수 채널 대역을 할당하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 HFC 기반 케이블 망에서의 방송 및 데이터 스트림 전송 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 전송 단계는
    상기 가입자 단말로부터의 방송 서비스 요청을 식별하여 상기 방송 및 데이터 서비스 스트림 중 실시청 방송 서비스 스트림만을 선별하여 변환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 HFC 기반 케이블 망에서의 방송 및 데이터 스트림 전송 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 제 2 전송 단계는
    상기 동일 케이블 주파수 대역을 서비스 그룹으로 하는 케이블 구간의 가입자 단말로부터의 방송 서비스 요청을 식별하여 상기 방송 및 데이터 서비스 스트림 중 실시청 방송 서비스 스트림만을 선별하여 변환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 HFC 기반 케이블 망에서의 방송 및 데이터 스트림 전송 방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 전송 단계는
    IP 기반의 방송 및 데이터 서비스 스트림을 MPEG-2 TS 기반의 RF 신호로 변조하여 상기 가입자 단말로 전송하거나, 또는
    상기 IP 기반의 방송 및 데이터 서비스 스트림을 기반으로 MAC/PHY 전송 계층의 프로토콜에 관계없이 케이블 구간에서 IP 기반 방송 및 데이터 전송 스트림을 생성하여 상기 가입자 단말로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 HFC 기반 케이블 망에서의 방송 및 데이터 스트림 전송 방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 전송 단계는
    RF 신호 형태의 방송 서비스 스트림을 광-전 변환을 수행하여 상기 케이블 구간을 통해 전송하거나, 또는
    상기 RF 신호 형태의 방송 서비스 스트림 중 상기 가입자 단말로부터 요청된 서비스 스트림만을 필터링하여 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 HFC 기반 케이블 망에서의 방송 및 데이터 스트림 전송 방법.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 전송 단계는
    RF 신호 형태의 방송 또는 DOCSIS(Data Over Cable Service Interface Specification) 기반 서비스 스트림을 기반으로 MAC/PHY 전송 계층의 프로토콜과 관계없이 케이블 구간에서 IP 기반 방송 및 데이터 전송 스트림을 생성하여 상기 가입자 단말로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 HFC 기반 케이블 망에서의 방송 및 데이터 스트림 전송 방법.
  10. HFC(Hybrid Fiber Coax) 기반 케이블(cable) 망에서의 방송 서비스 제공 시스템에 있어서,
    상기 케이블 망의 광 구간과 케이블 구간의 접점인 셀 노드까지의 광 구간을 통해 IP 기반 스트림 또는 RF 신호의 형태로 방송 및 데이터 서비스 스트림을 전송하는 방송 송출 장치;
    상기 방송 및 데이터 서비스 스트림을 가입자 단말의 서비스 형태에 따라 RF 신호, IP 기반 스트림 및 RF/IP 융합 서비스 스트림 중 적어도 어느 하나의 형태로 변환하여 상기 가입자 단말까지 케이블 구간을 통해 전송하는 셀 노드; 및
    상기 셀 노드에서 변환된 스트림을 수신하는 가입자 단말을 포함하는 것을 특징으로 하는 HFC 기반 케이블 망에서의 방송 및 데이터 스트림 전송 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 방송 송출 장치는
    RF 신호 형태의 방송 서비스 스트림을 파장 분할 다중화를 통해 오버레이(overlay) 구조로 제공함으로써 하나의 물리적 토폴로지(topology) 내에 독립된 복수 개의 논리망을 구축함으로써 전송하는 것을 특징으로 하는 HFC 기반 케이블 망에서의 방송 및 데이터 스트림 전송 시스템.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 셀 노드는
    셀 단위로 분리하여 케이블 매체의 주파수 채널 대역을 할당하여 셀 내의 가입자 그룹의 단말로 상기 변환된 스트림을 전송하는 것을 특징으로 하는 HFC 기반 케이블 망에서의 방송 및 데이터 스트림 전송 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 셀 노드는
    상기 서로 다른 셀에 포함된 가입자 그룹의 단말에 대해 동일한 케이블 주파수 채널 대역을 재사용할 수 있도록 상기 케이블 주파수 채널 대역을 할당하는 것을 특징으로 하는 HFC 기반 케이블 망에서의 방송 및 데이터 스트림 전송 시스템.
  14. 제 10 항에 있어서, 상기 셀 노드는
    상기 가입자 단말로부터의 방송 서비스 요청을 식별하여 상기 방송 및 데이터 서비스 스트림 중 실시청 방송 서비스 스트림만을 선별하여 변환하는 것을 특징으로 하는 HFC 기반 케이블 망에서의 방송 및 데이터 스트림 전송 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 셀 노드는
    상기 동일 케이블 주파수 대역을 서비스 그룹으로 하는 케이블 구간의 가입자 단말로부터의 방송 서비스 요청을 식별하여 상기 방송 및 데이터 서비스 스트림 중 실시청 방송 서비스 스트림만을 선별하여 변환하는 것을 특징으로 하는 HFC 기반 케이블 망에서의 방송 및 데이터 스트림 전송 시스템.
  16. 제 10 항에 있어서, 상기 셀 노드는
    IP 기반 방송 및 데이터 서비스 스트림을 MPEG-2 TS 기반의 RF 신호로 변조하여 상기 가입자 단말로 전송하거나, 또는
    상기 IP 기반 방송 및 데이터 서비스 스트림을 기반으로 MAC/PHY 전송 계층의 프로토콜에 관계없이 케이블 구간에서 IP 기반 방송 및 데이터 전송 스트림을 생성하여 상기 가입자 단말로 전송하는 것을 특징으로 하는 HFC 기반 케이블 망에서의 방송 및 데이터 스트림 전송 시스템.
  17. 제 10 항에 있어서, 상기 셀 노드는
    RF 신호 형태의 방송 서비스 스트림을 광-전 변환을 통해 상기 케이블 구간을 통해 전송하거나, 또는
    상기 가입자 단말로부터 요청된 서비스 스트림만을 필터링하여 전송하는 것을 특징으로 하는 HFC 기반 케이블 망에서의 방송 및 데이터 스트림 전송 시스템.
  18. 제 10 항에 있어서, 상기 셀 노드는
    RF 신호의 방송 또는 DOCSIS(Data Over Cable Service Interface Specification) 기반 서비스 스트림을 기반으로 MAC/PHY 전송 계층의 프로토콜과 관계없이 케이블 구간에서 IP 기반 방송 및 데이터 전송 스트림을 생성하여 상기 가입자 단말로 전송하는 것을 특징으로 하는 HFC 기반 케이블 망에서의 방송 및 데이터 스트림 전송 시스템.
  19. HFC(Hybrid Fiber Coax) 기반 케이블(cable) 망에서 광 구간과 케이블 구간의 접점에 위치한 셀 노드의 방송 및 데이터 스트림 변환 방법에 있어서,
    방송 송출 장치로부터 IP 기반 스트림 또는 RF 신호 형태의 방송 및 데이터 서비스 스트림을 수신하는 단계; 및
    상기 방송 및 데이터 서비스 스트림을 가입자 단말의 서비스 형태에 따라 RF 신호, IP 기반 스트림 및 RF/IP 융합 서비스 스트림 중 적어도 어느 하나의 형태로 변환하여 상기 가입자 단말까지 케이블 구간을 통해 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 HFC 기반 케이블 망에서의 방송 및 데이터 스트림 변환 방법.
  20. HFC(Hybrid Fiber Coax) 기반 케이블(cable) 망에서 광 구간과 케이블 구간의 접점에 위치한 셀 노드의 방송 및 데이터 스트림 변환 장치에 있어서,
    방송 송출 장치로부터 IP 기반 스트림 또는 RF 신호 형태의 방송 및 데이터 서비스 스트림을 수신하는 수신부; 및
    상기 방송 및 데이터 스트림을 가입자 단말의 서비스 형태에 따라 RF 신호, IP 기반 스트림 및 RF/IP 융합 서비스 스트림 중 적어도 어느 하나의 형태로 변환하여 상기 가입자 단말까지 케이블 구간을 통해 전송하는 전송부를 포함하는 것을 특징으로 하는 HFC 기반 케이블 망에서의 방송 및 데이터 스트림 변환 장치.
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