WO2016010193A1 - 엑세스 네트워크에서 인터넷을 제공하기 위한 네트워크 관리 장치 및 이를 이용한 네트워크 관리 방법 - Google Patents

엑세스 네트워크에서 인터넷을 제공하기 위한 네트워크 관리 장치 및 이를 이용한 네트워크 관리 방법 Download PDF

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WO2016010193A1
WO2016010193A1 PCT/KR2014/009151 KR2014009151W WO2016010193A1 WO 2016010193 A1 WO2016010193 A1 WO 2016010193A1 KR 2014009151 W KR2014009151 W KR 2014009151W WO 2016010193 A1 WO2016010193 A1 WO 2016010193A1
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WO
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subscriber station
network management
line
signal
data
Prior art date
Application number
PCT/KR2014/009151
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English (en)
French (fr)
Inventor
박노욱
박형진
김종학
정인택
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
    • H04L41/00—Arrangements for maintenance, administration or management of data switching networks, e.g. of packet switching networks
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L43/00—Arrangements for monitoring or testing data switching networks

Definitions

  • the present invention relates to a network management apparatus for providing the Internet in an access network and a network management method using the same.
  • DSL digital subscriber line
  • UDP unshielded twisted pair cable
  • 2pair bonding technology for providing Internet speed of 100Mbps or more using the existing DSL technology is expensive due to the additional cable, there is a difficulty in the interference between the lines.
  • the present invention proposes a network management apparatus for providing the Internet in a copper wire-based network structure connected through one line and a network management method using the same.
  • the network management method of the present invention comprises the steps of: setting a channel with the at least one subscriber station in a network management apparatus in a method for managing a network to provide the Internet to at least one or more subscriber stations connected through one line, the channel Transmitting a test signal to confirm a channel condition of the receiver, receiving a response signal for the transmission, analyzing the received response signal, calculating a channel performance, and calculating a parameter to optimize the calculated channel performance. And transmitting and receiving data to and from the subscriber station using the parameters.
  • the step of transmitting and receiving data with the subscriber station, when providing data to the at least one subscriber station using the one line, by scheduling the data request signal of the at least one or more subscriber station, assigning a time slot It may include a step.
  • the timeslot may be transmitted together with each subscriber station during data transmission.
  • the setting of the channel may include resetting the channel when the network environment is changed.
  • the setting of the channel may include setting different channels for each of the at least one subscriber station.
  • the applying of the parameter may include repeatedly transmitting and receiving different parameter values with the subscriber station to determine an optimal parameter value.
  • Receiving the response signal for the transmission may include receiving a signal including the reception state information of the test signal.
  • the reception state information of the test signal may include at least one of information on signal transmission, such as arrival time, reception strength, or error information of the test signal.
  • the transmitting and receiving of data may include determining a type of traffic to be transmitted to a subscriber station, and if the type of the traffic is traffic providing a paid service, assigning a priority to a corresponding slot. .
  • the network management apparatus of the present invention includes a parameter determiner that determines a parameter to transmit and receive a signal according to a line state with at least one subscriber station connected through one line, and transmits and receives a test signal or a channel with the at least one subscriber station. And a transmission control unit for controlling transmission and reception of data with the subscriber station using the determined parameter.
  • the parameter determining unit may determine that the line state is satisfactory when the service quality such as bandwidth or error rate according to the line state is included in the preset range, and determine the satisfactory line state parameter as an optimal parameter value. have.
  • the transmission control unit may include a line identification unit for determining a line state of a line connected to the subscriber station by transmitting and receiving a test signal with the subscriber station.
  • the transmission control unit may further include a synchronization unit which controls to simultaneously transmit and synchronize data when transmitting data to a plurality of subscriber stations connected to the same line when a plurality of lines are connected to one line.
  • the priority assigning unit may further include a priority assigning unit configured to determine a type of traffic transmitted to the subscriber station and to assign a priority according to the type of traffic.
  • the priority assigning unit may control to assign a priority to a time slot for transmitting the traffic when the type of the traffic is traffic providing a pay service.
  • the transmission control unit may receive a signal corresponding to the test signal from the subscriber station receiving the test signal, and determine a line state of a line connected to the subscriber station using the signal received from the subscriber station.
  • the signal received from the subscriber station may include at least one or more of information on signal transmission, such as arrival time, reception strength, or error information of the test signal.
  • the transmission control unit may allocate a time slot by scheduling a data request signal of the subscriber station.
  • the present invention by determining the characteristics of the circuit in the copper wire-based network structure to determine the parameters or control the traffic type to transmit and receive data, to provide a more stable service to prevent interference between circuits.
  • 1 is a diagram illustrating a 1: N access network structure constructed using one copper wire.
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating a process of applying an optimal profile according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a network management apparatus for providing an Internet in an access network according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram briefly illustrating a process of a network management apparatus measuring a subscriber device and line characteristics according to an embodiment of the present invention.
  • 5 is a diagram illustrating an example of transmitting data by allocating time slots.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a process of allocating priorities according to traffic types according to one embodiment of the present invention.
  • ... unit means a unit for processing at least one function or operation, which may be implemented in hardware or software or a combination of hardware and software.
  • 1 is a diagram illustrating a 1: N access network structure constructed using one copper wire.
  • the network management system for providing the Internet in the access network shows only the schematic configuration necessary for explanation according to an embodiment of the present invention, but is not limited to such a configuration.
  • a network management system includes a master equipment (ME), which is a network management apparatus 100, and a cable (first cable to third cable) in a copper wire-based access network.
  • ME master equipment
  • CPE Customer Premises Equipment
  • ME (100) receives data from upper network and transfers it to CPE (200a to 200f). It also plays a role of delivering CPE data to higher network and managing CPEs.
  • the ME 100 may transmit and receive data by applying a profile optimized for each CPE when transmitting and receiving data with each CPE.
  • the line connected to the network management apparatus 100 and each of the CPEs 200a to 200f may include a plurality of cables (first to third cables), and may have a different cable type or distance to each CPE. In this case, it is difficult to provide the same quality network service, and it is difficult to guarantee the quality of service to the subscriber by connecting multiple CPEs to one port of the master device as well as interference between adjacent lines.
  • the network management system grasps the characteristics of the circuits connected to the subscriber station, and determines the parameters having good quality of service according to each circuit state and manages to transmit and receive data.
  • data transmission and reception characteristics may vary according to the cable type and distance connected to each CPE, and the cable connected to the master device side and the cable type connected to the CPE side may have different losses, impedances, and delay times. This may vary.
  • the network management system simultaneously transmits a test signal preset to the CPE from the network management apparatus 100 and receives the result received from the CPE to measure the line characteristics. Based on the result, the network management system can grasp the transmission strength according to the cable distance between the network management device 100 and the CPE, the band plan according to the frequency response characteristics, and the like.
  • the circuit characteristic measurement may be periodically performed when the network management apparatus 100 and the CPE are initially connected or when transmission characteristics including an external environment change.
  • the data transmission / reception characteristic reflection information between the network management apparatus 100 and the CPE may be periodically updated using a MAP message, which is a control signal of G.hn.
  • the network management system can reduce the production cost by configuring the network management device 100 and the CPE in the same block, the network matching portion is made of a detachable modular network connected You can choose to cook according to.
  • the network management system can transmit data to N CPEs in one port of the network management apparatus 100, and provides a giga-class Internet in a 1: N structure of an on-premises copper cable cable environment. can do.
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating a process of applying an optimal profile according to an embodiment of the present invention. The following flowchart is described using the same reference numerals in connection with the configuration of FIG. 1.
  • an environment change for example, adding a new CPE or changing a noise environment, etc.
  • the ME 100 and the CPEs 200a to 200f proceed with a channel estimation initialization process (S100 and S102).
  • the ME 100 requests each CPE to transmit a probe signal, which is a test signal, to check the channel state, and the CPE receiving the request transmits the probe frame to the ME 100 (S104 and S106). .
  • the ME 100 analyzes the received probe frame to calculate the performance of each CPE channel. In addition, in order to optimize the calculated channel performance, the ME 100 repeats the probe frame transmission request and the reception of a modified parameter (S108, S110).
  • the ME 100 finds optimal parameters (eg, PSD, power, bit allocation, IFG, etc.) through repeated channel performance calculations.
  • the extracted parameters are transmitted to the CPE so that the CPE can be applied not only when the ME 100 transmits to the CPE but also when the CPE transmits to the ME 100 (S112 and S114).
  • the ME 100 and the CPEs 200a, 200b, 200d, and 200n may transmit data based on the extracted parameters for each node, and may provide an optimal performance by applying an optimized profile (S116). .
  • the CPE When the CPE receives a data request from the set-top box or the VoIP terminal, the CPE requests network resource reservation to the ME 100.
  • the ME 100 which has been requested for resource reservation, schedules requests of each CPE so that the corresponding data can be allocated a specific time slot.
  • time slots allocated in this way are included in a control message transmitted together with the data transmission, and are known to each CPE.
  • Premium services can be provided seamlessly through timeslot allocation, which is an advantage of the time division duplex (TDD) scheme.
  • TDD time division duplex
  • FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a network management apparatus for providing an Internet in an access network according to an embodiment of the present invention.
  • the network management apparatus only shows a schematic configuration necessary for explanation according to an embodiment of the present invention, but is not limited to such a configuration.
  • the network management apparatus 100 for providing the Internet in an access network includes a network matching unit 110, an operation control unit 120, and a transmission medium matching unit according to an embodiment of the present invention. 130 and the transmission control unit 140.
  • the network matching unit 110 connects the network management device 100 with an external network or another network.
  • Network matching unit 110 may be selected according to the network to be produced by connecting a removable modular.
  • the operation control unit 120 controls to perform various operations and controls to change a parameter for transmitting and receiving data for each line.
  • the operation control unit 120 includes a parameter determination unit 122 according to an embodiment of the present invention.
  • the parameter determiner 122 determines a parameter for transmitting and receiving a signal when the line state with the subscriber station is satisfactory.
  • the transmission medium matching unit 130 is connected to the subscriber station, transmits and receives a test signal or data, and checks the connection state with the network management apparatus 100 for each line or for each subscriber station.
  • the transmission control unit 140 controls to transmit and receive data with the subscriber station using the determined parameter determined by the parameter determination unit 122.
  • the transmission control unit 140 schedules a data request signal of the subscriber station and allocates a timeslot.
  • the transmission control unit 140 includes a synchronization unit 142, a priority assignment unit 144, and a line identification unit 146 according to an embodiment of the present invention.
  • the synchronization unit 142 controls to transmit data simultaneously in synchronization when transmitting data to a plurality of subscriber stations connected to the same line.
  • the priority allocating unit 144 grasps the type of traffic transmitted to the subscriber station and controls to allocate the priority according to the type of traffic.
  • the transmission control unit 140 may assign a priority to a time slot associated with the corresponding subscriber.
  • the line identifying unit 146 transmits and receives a test signal to and from the subscriber station, and determines a line state of a line connected to the subscriber station by using the transmitted and received test signal.
  • the line identifying unit 146 may receive a signal corresponding to the test signal from the subscriber station receiving the test signal, and determine the line state of the line connected to the corresponding subscriber station using the signal received from the subscriber station.
  • the signal received from the subscriber station includes at least one information about signal transmission, such as arrival time, reception strength, or error information of the test signal.
  • FIG. 4 is a diagram briefly illustrating a process of a network management apparatus measuring a subscriber device and line characteristics according to an embodiment of the present invention. The following flowchart is described using the same reference numerals in connection with the configuration of FIG. 1.
  • the network management apparatus 100 transmits a test signal to at least one or more subscriber stations, and receives a signal corresponding to the test signal from the subscriber terminal that receives the test signal (S100 and S102).
  • the signal received from the subscriber station includes information about signal transmission, such as signal arrival time, signal reception strength or transmission / reception error information.
  • the network management apparatus 100 determines whether the service quality state is satisfactory.
  • the case where the quality of service condition is satisfactory includes a case where a bandwidth, an error rate, or the like according to a line state with a subscriber station is included in a preset range.
  • test signal having a new parameter is calculated and obtained using the reception state information, and the test signal is retransmitted to the subscriber station (S106).
  • the test signal is received from the subscriber station, and when the quality of service of the test signal transmitted by the subscriber station is also satisfactory, the transmission parameter with the corresponding subscriber station is determined (S108 to S114).
  • the network management apparatus 100 determines the data transmission method between the network management apparatus 100 which is a master device and each CPE which is a subscriber station, the network management apparatus 100 simultaneously transmits data to each CPE to provide a short range ( Near End) Reduce interference.
  • Each CPE may transmit data in accordance with each line characteristic so as to reduce far end interference of a signal received from the network management apparatus 100.
  • 5 is a diagram illustrating an example of transmitting data by allocating time slots.
  • IPTV or VoIP using the Internet is a paid service in which subscribers pay a certain amount and should not be broken or degraded in providing the service.
  • the network management apparatus 100 controls to transmit data by allocating time slots according to the amount of data transmitted between the network management apparatus 100 and each CPE.
  • the network management apparatus 100 may control to allocate and transmit a priority to a specific time slot when transmitting the traffic in order to improve the quality of the Internet-based pay service.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a process of allocating priorities according to traffic types according to one embodiment of the present invention. The following flowchart is described using the same reference numerals in connection with the configuration of FIG. 1.
  • the network management apparatus 100 determines the type of the corresponding traffic (S200 and S202).
  • the network management apparatus 100 assigns priority to time slots of the corresponding traffic (S204 and S206).
  • the network management apparatus 100 does not assign priority to time slots of the corresponding traffic when the type of the traffic is simple internet traffic instead of paid service traffic (S208).
  • the network management apparatus 100 controls to transmit data by integrating time slots to which priority is assigned and time slots to which no priority is assigned (S210).
  • the network management apparatus 100 allocates time slots for IPTV traffic to the corresponding subscribers without loss of IPTV traffic when paid IPTV traffic is received from an upper network, and corresponding time slots. Give priority to other traffic by giving priority to.
  • the network management apparatus for providing the Internet in the access network and the network management method using the same in the access network control the transmission and reception of data by determining the characteristics of the circuit and determining the type of traffic or the type of traffic in the copper-based network structure. By doing so, interference between lines can be prevented, and an environment capable of providing more stable services can be provided.
  • the network management system transmits data to N CPEs in at least one or more ports of the network management apparatus 100, and provides a giga-class Internet in the 1: N structure of the premises copper cable. Provide an environment for doing this.
  • 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.
  • a recording medium can be executed not only in the server but also in the user terminal.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)

Abstract

본 발명에 따른 네트워크 관리 방법은 네트워크 관리 장치가 하나의 회선을 통해 연결된 적어도 하나 이상의 가입자 단말로 인터넷을 제공하기 위해 네트워크를 관리하는 방법에서, 상기 적어도 하나 이상의 가입자 단말과 채널을 설정하는 단계, 상기 채널의 채널 상태를 확인하기 위하여 테스트 신호를 송신하는 단계, 상기 송신에 대한 응답 신호를 수신하고, 수신된 상기 응답 신호를 분석하여, 채널 성능을 계산하는 단계, 상기 계산된 채널 성능을 최적화하기 위하여 파라미터들을 적용하는 단계, 그리고 상기 파라미터들을 이용하여 가입자 단말과 데이터를 송수신하는 단계를 포함한다

Description

엑세스 네트워크에서 인터넷을 제공하기 위한 네트워크 관리 장치 및 이를 이용한 네트워크 관리 방법
본 발명은 엑세스 네트워크에서 인터넷을 제공하기 위한 네트워크 관리 장치 및 이를 이용한 네트워크 관리 방법에 관한 것이다.
구내 동선을 이용한 인터넷 서비스 제공 방법으로는 전화선을 이용하는 디지털가입자 회선(Digital Subscriber Line, 이하 DSL) 기술과 UTP(unshielded twisted pair cable)를 이용하는 이더넷 방법이 존재한다.
기존의 DSL 기술은 통신 장비의 포트와 가입자간 일대일로 연결되어 네트워크 장비의 용량에 따라 수용 가입자 확대에 제한이 있었다. 그리고, UTP 케이블을 이용한 이더넷 방법은 구내 전화선 케이블을 UTP로 교체해야 하므로 많은 비용이 발생한다.
또한, 기존 DSL 기술을 이용하여 100Mbps 이상의 인터넷 속도 제공을 위한 2pair bonding 기술은 추가 케이블로 인해 많이 비용이 발생하고, 회선간에 간섭이 발생하는 어려움이 있다.
본 발명은 하나의 회선을 통해 연결된 동선 기반 네트워크 구조에서 인터넷을 제공하기 위한 네트워크 관리 장치 및 이를 이용한 네트워크 관리 방법을 제안하고자 한다.
본 발명의 네트워크 관리 방법은 네트워크 관리 장치가 하나의 회선을 통해 연결된 적어도 하나 이상의 가입자 단말로 인터넷을 제공하기 위해 네트워크를 관리하는 방법에서, 상기 적어도 하나 이상의 가입자 단말과 채널을 설정하는 단계, 상기 채널의 채널 상태를 확인하기 위하여 테스트 신호를 송신하는 단계, 상기 송신에 대한 응답 신호를 수신하고, 수신된 상기 응답 신호를 분석하여, 채널 성능을 계산하는 단계, 상기 계산된 채널 성능을 최적화하기 위하여 파라미터들을 적용하는 단계, 그리고 상기 파라미터들을 이용하여 가입자 단말과 데이터를 송수신하는 단계를 포함한다.
상기 가입자 단말과 데이터를 송수신하는 단계는, 상기 하나의 회선을 이용하여 상기 적어도 하나 이상의 가입자 단말에 데이터를 제공하는 경우, 상기 적어도 하나 이상의 가입자 단말의 데이터 요구신호를 스케쥴링하여, 타임슬롯을 할당하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 타임슬롯은, 데이터 전송시 각 가입자 단말에 함께 전송될 수 있다.
상기 채널을 설정하는 단계는, 네트워크 환경이 변경되었을 경우, 채널을 재설정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 채널을 설정하는 단계는, 상기 적어도 하나 이상의 가입자 단말마다 각기 다른 채널을 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 파라미터를 적용하는 단계는, 각기 다른 파라미터 값을 가입자 단말과 반복적으로 송수신하여 최적의 파라미터 값을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 송신에 대한 응답신호를 수신받는 단계는, 상기 테스트 신호의 수신상태정보를 포함하는 신호를 수신받는 단계를 포함할 수 있다.
상기 테스트 신호의 수신상태 정보는, 테스트 신호의 도착 시간, 수신 세기 또는 에러 정보 등 신호 전송에 관한 정보 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 데이터를 송수신하는 단계는, 가입자 단말에 전송하는 트래픽의 종류를 파악하고, 해당 트래픽의 종류가 유료 서비스를 제공하는 트래픽인 경우, 해당 슬롯에 우선 순위를 할당하도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 네트워크 관리 장치는 하나의 회선을 통해 연결된 적어도 하나 이상의 가입자 단말과의 회선 상태에 따라 신호를 송수신할 파라미터를 결정하는 파라미터 결정부, 그리고 상기 적어도 하나 이상의 가입자 단말과 테스트 신호를 송수신하거나 채널을 설정하도록 제어하고, 결정된 상기 파라미터를 이용해 가입자 단말과 데이터를 송수신하도록 제어하는 전송 제어부를 포함한다.
상기 파라미터 결정부는, 상기 회선 상태에 따른 대역폭이나 에러율 등의 서비스 품질이 기설정된 범위에 포함되는 경우에 회선 상태가 만족할 만한 것으로 판단하고, 만족할 만한 상기 회선 상태의 파라미터를 최적의 파라미터 값으로 결정할 수 있다.
상기 전송 제어부는, 상기 가입자 단말과 테스트 신호를 송수신하여 상기 가입자 단말과 연결된 회선의 회선 상태를 파악하는 회선 파악부를 포함할 수 있다.
상기 전송 제어부는, 하나의 선로에 복수의 회선이 연결된 경우, 동일한 선로로 연결된 복수의 가입자 단말들에게 데이터를 송신할 때 동기를 맞추어 동시에 데이터를 전송하도록 제어하는 동기화부를 더 포함할 수 있다.
상기 우선 순위 할당부는, 가입자 단말에 전송하는 트래픽의 종류를 파악하고, 트래픽의 종류에 따라 우선 순위를 할당하는 우선 순위 할당부를 더 포함할 수 있다.
상기 우선 순위 할당부는, 상기 트래픽의 종류가 유료 서비스를 제공하는 트래픽인 경우, 해당 트래픽을 전송하는 타임 슬롯에 우선 순위를 할당하도록 제어할 수 있다.
상기 전송 제어부는, 상기 테스트 신호를 수신한 가입자 단말로부터 상기 테스트 신호에 대응되는 신호를 수신하고, 상기 가입자 단말로부터 수신된 신호를 이용해 상기 가입자 단말과 연결된 회선의 회선 상태를 파악할 수 있다.
상기 가입자 단말로부터 수신된 신호는, 테스트 신호의 도착 시간, 수신 세기 또는 에러 정보 등 신호 전송에 관한 정보 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 전송 제어부는, 가입자 단말과 하나의 회선을 이용하여 데이터를 제공하는 경우, 상기 가입자 단말의 데이터 요구신호를 스케쥴링하여, 타임슬롯을 할당할 수 있다.
본 발명에 따르면, 동선 기반 네트워크 구조에서 회선 특성을 파악해 파라미터를 결정하거나 트래픽 종류를 파악해 데이터를 송수신하도록 제어함으로써, 회선간의 간섭을 방지하고, 보다 안정적인 서비스를 제공할 수 있는 환경을 제공한다.
도 1은 하나의 동선을 이용하여 구성된 1:N 엑세스 네트워크 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명이 한 실시예에 따라 최적의 프로파일을 적용하는 과정을 도시한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 엑세스 네트워크에서 인터넷을 제공하기 위한 네트워크 관리 장치를 간략히 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따라 네트워크 관리 장치가 가입자 장치와 회선 특성을 측정하는 과정을 간략히 도시한 도면이다.
도 5는 시간 슬롯을 할당해 데이터를 전송하는 예를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따라 트래픽 종류에 따라 우선순위를 할당하는 과정을 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", "…모듈" 의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
이제 도 1 내지 도 6을 참고하여 본 발명의 한 실시예에 따른 엑세스 네트워크에서 인터넷을 제공하기 위한 네트워크 관리 장치 및 이를 이용한 네트워크 관리 방법에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 하나의 동선을 이용하여 구성된 1:N 엑세스 네트워크 구조를 도시한 도면이다. 이때, 엑세스 네트워크에서 인터넷을 제공하기 위한 네트워크 관리 시스템은 본 발명의 실시예에 따른 설명을 위해 필요한 개략적인 구성만을 도시할 뿐 이러한 구성에 국한되는 것은 아니다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 네트워크 관리 시스템은 동선 기반의 액세스 네트워크에서 네트워크 관리 장치(100)인 마스터 장치(Master Equipment, ME)와 케이블(제1 케이블 내지 제3 케이블) 이용하여 가입자 단말인 고객 댁내 장치(Customer Premises Equipment, CPE)(200a 내지 200f)를 연결한다.
이는 Bundle 케이블이 아닌 동축케이블이나 저속급 UTP로 한 가닥으로 구성된 중소형의 빌라나 호텔 같은 멀티 Room 구조에 적합한 구조이다.ME(100)는 상위 망으로부터 데이터를 수신 하여 CPE(200a 내지 200f)로 전달하고, CPE의 데이터를 상위 망으로 전달하는 역할 및 CPE들을 관리하는 역할을 한다. ME(100)는 각 CPE와 데이터 송수신 시에 각 CPE에 최적화된 프로파일(profile)을 적용하여 데이터를 송수신할 수 있다.
그리고, 네트워크 관리 장치(100)와 각 CPE(200a 내지 200f)에 연결되는 선로는 복수의 케이블(제1 케이블 내지 제3 케이블)을 포함하고, 각 CPE에 연결되는 케이블 종류나 거리가 다를 수 있다.이러한 경우에는 동일한 품질의 네트워크 서비스를 제공하기 힘들고, 인접 선로간의 간섭뿐만 아니라 마스터 장치의 포트 하나에 여러 개의 CPE가 연결되어 가입자에게 서비스 품질을 보장하기 힘들다.
따라서, 본 발명의 한 실시예에 따른 네트워크 관리 시스템은 가입자 단말과 연결된 회선들의 특성을 파악하고, 각각의 회선 상태에 따라 서비스 품질이 좋은 파라미터를 결정해 데이터를 송수신하도록 관리한다.
동선 기반 엑세스 네트워크는 각 CPE에 연결되는 케이블 종류 및 거리에 따라 데이터 송수신 특성이 달라질 수 있고, 마스터 장치 측에 연결되는 케이블과 CPE 측에 연결되는 케이블 종류가 다르기 때문에, 손실, 임피던스, 지연 시간 등이 달라질 수 있다.
따라서, 네트워크 관리 시스템은 회선 특성 측정을 위해서 네트워크 관리 장치(100)에서 동시에 CPE로 미리 설정된 테스트 신호를 송신하고, CPE에서 받은 결과를 수신한다. 해당 결과를 바탕으로, 네트워크 관리 시스템은 네트워크 관리 장치(100)와 CPE의 케이블 거리에 따른 송신 세기, 주파수 응답 특성에 따른 밴드 플랜 등을 파악할 수 있다.
그리고, 회선 특성 측정은 네트워크 관리 장치(100)와 CPE가 연결되는 초기에 측정되거나, 외부 환경을 포함한 전송 특성이 변할 때를 포함하여 주기적으로 이루어질 수 있다. 또한, 네트워크 관리 장치(100)와 CPE간의 데이터 송수신 특성 반영 정보는 G.hn의 제어 신호인 맵 메시지(MAP message)를 이용하여 주기적으로 업데이트 할 수 있다.
또한, 본 발명의 한 실시예에 따른 네트워크 관리 시스템은 네트워크 관리 장치(100)와 CPE를 동일한 블록으로 구성하여 제작 단가를 줄일 수 있으며, 네트워크 정합 부분은 착탈이 가능한 모듈식으로 제작하여 연결되는 네트워크에 따라 취사선택할 수 있다.
따라서, 본 발명의 한 실시예에 따른 네트워크 관리 시스템은 네트워크 관리 장치(100)의 1포트에서 N개의 CPE들로 데이터를 전송할 수 있고, 구내 동선 케이블 환경의 1:N 구조에서 기가급 인터넷을 제공할 수 있다.
도 2는 본 발명이 한 실시예에 따라 최적의 프로파일을 적용하는 과정을 도시한 흐름도이다. 이하의 흐름도는 도 1의 구성과 연계하여 동일한 도면부호를 사용하여 설명한다.
도 2를 참조하면, ME(100)와 각 CPE(200a, 200b, 200d, 200n)간 데이터 송수신 중 환경 변화(예를 들어, 새로운 CPE 추가 또는, Noise 환경 변화 등)을 감지하거나, 주기적으로 채널 추정(channel estimation)이 필요한 경우, ME(100)와 CPE(200a 내지 200f)는 채널 추정 초기화(channel estimation initialization) 프로세스를 진행한다(S100, S102).
그리고, ME(100)는 각 CPE에 channel 상태를 확인하기 위해 테스트 신호인 프로브(PROBE) 프레임 송신을 요청하고, 해당 요청을 받은 CPE는 프로브 프레임을 ME(100)로 송신한다(S104, S106).
ME(100)는 수신된 프로브 프레임을 분석하여 각 CPE 채널의 성능을 계산한다. 그리고, 계산된 채널 성능을 최적화 하기 위해 ME(100)는 파리미터(parameter)를 변형한 프로브 프레임 송신 요청 및 수신을 몇 차례 반복한다(S108, S110).
ME(100)는 반복된 채널 성능 계산을 통해 최적의 파라미터들(예를 들어, PSD, power, bit allocation, IFG 등)을 찾아낸다. 이렇게 추출된 파라미터들은 ME(100)가 CPE로 전송할 때뿐만 아니라, CPE가 ME(100)로 전송할 때도 적용할 수 있도록 CPE로 전달된다(S112, S114).
ME(100)와 CPE(200a, 200b, 200d, 200n)는 각 노드에 대해 추출된 파라미터를 기초로 데이터 전송하고, 최적화된 프로파일(profile)이 적용되어 최적의 성능을 제공할 수 있다(S116).
여기서, CPE에 셋톱박스(Set-top box)나 VoIP가 연결되어 가입자가 서비스를 이용하기 위해서는 최소한의 대역폭(bandwidth), 지연시간(latency), 지터(jitter)등이 보장되어야 한다.
CPE는 셋톱박스 나 VoIP 단말로부터 데이터 요청을 받게 되면, ME(100)로 네트워크 자원 예약(Network Resource Reservation)을 요청한다.
자원 예약(Resource Reservation)을 요청 받은 ME(100)는 각 CPE들의 요청들을 스케쥴링(scheduling) 하여, 해당 데이터들이 특정 타임슬롯(time slot)을 할당 받을 수 있도록 한다.
이렇게 할당된 타임슬롯은 데이터 전송시에 같이 전송되는 제어 메시지(control message)에 포함되어, 각 CPE들에게 알려진다. 시간 분할(Time Division Duplex, TDD) 방식의 장점인 타임슬롯 할당을 통해 프리미엄(premium) 서비스들이 끊김 없이 제공될 수 있다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 엑세스 네트워크에서 인터넷을 제공하기 위한 네트워크 관리 장치를 간략히 도시한 도면이다. 이때, 네트워크 관리 장치는 본 발명의 실시예에 따른 설명을 위해 필요한 개략적인 구성만을 도시할 뿐 이러한 구성에 국한되는 것은 아니다.
그리고, 본 발명의 한 실시예에 따른 엑세스 네트워크에서 인터넷을 제공하기 위한 네트워크 관리 장치(100)는 본 발명의 한 실시예에 따라 네트워크 정합부(110), 연산 제어부(120), 전송 매체 정합부(130) 및 전송 제어부(140)를 포함한다.
네트워크 정합부(110)는 외부 망이나 다른 네트워크와 네트워크 관리 장치(100)를 연결한다. 네트워크 정합부(110)는 착탈이 가능한 모듈식으로 제작하여 연결되는 네트워크에 따라 취사선택할 수 있다.
연산 제어부(120)는 각종 연산을 수행하도록 제어하며, 회선 별로 데이터를 송수신할 파라미터를 변경하도록 제어한다.
그리고, 연산 제어부(120)는 본 발명의 한 실시예에 따라 파라미터 결정부(122)를 포함한다.
파라미터 결정부(122)는 가입자 단말과의 회선 상태가 만족할 만한 경우, 신호를 송수신할 파라미터를 결정한다.
전송 매체 정합부(130)는 가입자 단말과 연결되어 테스트 신호 또는 데이터를 송수신하며, 회선별 또는 가입자 단말 별로 네트워크 관리 장치(100)와의 연결 상태를 파악한다.
전송 제어부(140)는 파라미터 결정부(122)에서 결정된 결정된 파라미터를 이용해 상기 가입자 단말과 데이터를 송수신하도록 제어한다.
전송 제어부(140)는 가입자 단말과 하나의 회선을 이용하여 데이터를 제공하는 경우, 상기 가입자 단말의 데이터 요구신호를 스케쥴링하여, 타임슬롯을 할당한다.
그리고, 전송 제어부(140)는 본 발명의 한 실시예에 따라 동기화부(142), 우선순위 할당부(144) 및 회선 파악부(146)를 포함한다.
동기화부(142)는 하나의 선로에 복수의 회선이 연결된 경우, 동일한 선로로 연결된 복수의 가입자 단말들에게 데이터를 송신할 때 동기를 맞추어 동시에 데이터를 전송하도록 제어한다.
그리고, 우선순위 할당부(144)는 가입자 단말에 전송하는 트래픽의 종류를 파악하고, 트래픽의 종류에 따라 우선 순위를 할당하도록 제어한다.
전송 제어부(140)는 특정 가입자 단말에 제공하는 트래픽의 종류가 유료 서비스를 제공하는 트래픽인 경우, 해당 가입자와 관련된 시간 슬롯에 우선 순위를 할당할 수 있다.
그리고, 회선 파악부(146)는 가입자 단말과 테스트 신호를 송수신하고, 송수신된 테스트 신호를 이용해 가입자 단말과 연결된 회선의 회선 상태를 파악한다.
이때, 회선 파악부(146)는 테스트 신호를 수신한 가입자 단말로부터 테스트 신호에 대응되는 신호를 수신하고, 가입자 단말로부터 수신된 상기 신호를 이용해 해당 가입자 단말과 연결된 회선의 회선 상태를 파악할 수 있다. 상기 가입자 단말로부터 수신된 신호는 테스트 신호의 도착 시간, 수신 세기 또는 에러 정보 등 신호 전송에 관한 정보를 적어도 하나 이상을 포함한다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따라 네트워크 관리 장치가 가입자 장치와 회선 특성을 측정하는 과정을 간략히 도시한 도면이다. 이하의 흐름도는 도 1의 구성과 연계하여 동일한 도면부호를 사용하여 설명한다.
도 4를 참조하면, 네트워크 관리 장치(100)는 적어도 하나 이상의 가입자 단말로 테스트 신호 송신하고, 이를 수신한 가입자 단말로부터 테스트 신호에 대응되는 신호를 수신한다(S100, S102). 여기서, 가입자 단말로부터 수신되는 신호는 신호 도착 시간, 신호의 수신 세기 또는 송수신 에러 정보 등 신호 전송에 관한 정보를 포함한다.
그리고, 네트워크 관리 장치(100)는 서비스 품질 상태가 만족스러운지 여부를 판단한다(S104). 여기서 서비스 품질 상태가 만족스러운 경우는 가입자 단말과의 회선 상태에 따른 대역폭이나 에러율 등이 기설정된 범위에 포함되는 경우를 포함한다.
서비스 품질 상태가 만족스럽지 않은 경우, 수신 상태 정보를 이용해 새로운 파라미터를 가진 테스트 신호를 연산해서 구하고, 해당 테스트 신호를 가입자 단말에 재송신한다(S106).
반대로, 서비스 품질 상태가 만족스러운 경우에는 가입자 단말로부터 테스트 신호 수신하고, 가입자 단말이 전송한 테스트 신호의 서비스 품질도 만족스러운 경우에 해당 가입자 단말과의 전송 파라미터를 결정한다(S108 내지 S114).
이와 같이, 네트워크 관리 장치(100)는 마스터 장치인 네트워크 관리 장치(100)와 가입자 단말인 각 CPE간의 데이터 전송 방법이 확정되면, 네트워크 관리 장치(100)에서는 각 CPE로 데이터를 동시에 송신하여 근거리(Near End) 간섭을 줄인다. 그리고, 각 CPE는 네트워크 관리 장치(100)에서 수신되는 신호의 원거리(Far End) 간섭을 줄일 수 있도록 각각의 선로 특성에 맞추어 데이터를 송신할 수 있다.
도 5는 시간 슬롯을 할당해 데이터를 전송하는 예를 도시한 도면이다.
하나의 선로에 여러 가입자들이 연결되어 있어 특정 가입자가 트래픽을 독차지 할 경우 다른 가입자들의 인터넷 속도는 매우 느려진다. 그리고, 인터넷을 이용한 IPTV나 VoIP는 가입자들이 일정 금액을 지불하는 유료서비스로 서비스 제공 시 끊어지거나 품질이 나빠져서는 안 된다.
그리고, 네트워크 관리 장치(100)는 도 5에서와 같이 네트워크 관리 장치(100)와 각 CPE와의 전송하는 데이터 양에 따라 시간 슬롯을 할당하여 데이터를 전송하도록 제어한다.
이때, 네트워크 관리 장치(100)는 인터넷 기반의 유료 서비스의 품질을 향상시키기 위해서 해당 트래픽 전송 시 특정 시간 슬롯에 우선 순위를 할당하고 전송하도록 제어할 수 있다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따라 트래픽 종류에 따라 우선순위를 할당하는 과정을 도시한 도면이다. 이하의 흐름도는 도 1의 구성과 연계하여 동일한 도면부호를 사용하여 설명한다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 네트워크 관리 장치(100)는 외부 망이나 외부의 네트워크에서 트래픽이 유입되면, 해당 트래픽의 종류를 판별한다(S200, S202).
그리고, 네트워크 관리 장치(100)는 해당 트래픽이 유료의 서비스 트래픽인 경우에 해당 트래픽의 시간 슬롯에 우선 순위 할당한다(S204, S206).
반면, 네트워크 관리 장치(100)는 트래픽의 종류가 유료의 서비스 트래픽인 아닌 단순한 인터넷 트래픽인 경우에는 해당 트래픽의 시간 슬롯에 우선 순위를 할당하지 않는다(S208).
그리고, 네트워크 관리 장치(100)는 우선 순위를 할당한 시간 슬롯과 우선 순위를 할당하지 않을 시간 슬롯을 통합하여 데이터를 전송하도록 제어한다(S210).
본 발명의 한 실시예에 따른 네트워크 관리 장치(100)는 상위 네트워크로부터 유료의 IPTV 트래픽이 들어왔을 때, 해당 가입자에게 IPTV 트래픽을 손실 없이 전달하기 위해 IPTV 트래픽용 시간 슬롯을 할당하고, 해당 시간 슬롯에 우선순위를 부여하여 다른 트래픽 보다 우선적으로 처리한다.
그러므로, 만약 헤비 트래픽을 사용하는 가입자가 해당 선로에 있다고 하더라도, 유료 서비스용 시간 슬롯에 우선 순위가 할당되면 다른 트래픽 보다 우선하기 때문에, 유료 서비스를 이용하는 가입자에게 보다 안정적인 서비스를 제공할 수 있다.
따라서, 본 발명의 한 실시예에 따른 엑세스 네트워크에서 인터넷을 제공하기 위한 네트워크 관리 장치 및 이를 이용한 네트워크 관리 방법은 동선 기반 네트워크 구조에서 회선 특성을 파악해 파라미터를 결정하거나 트래픽 종류를 파악해 데이터를 송수신하도록 제어함으로써, 회선간의 간섭을 방지하고, 보다 안정적인 서비스를 제공할 수 있는 환경을 제공한다.
또한, 본 발명의 한 실시예에 따른 네트워크 관리 시스템은 네트워크 관리 장치(100)의 적어도 하나 이상의 포트에서 N개의 CPE들로 데이터를 전송하고, 구내 동선 케이블의 1:N 구조에서 기가급 인터넷을 제공할 수 있는 환경을 제공한다.
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. 이러한 기록 매체는 서버뿐만 아니라 사용자 단말에서도 실행될 수 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 (18)

  1. 네트워크 관리 장치가 하나의 회선을 통해 연결된 적어도 하나 이상의 가입자 단말로 인터넷을 제공하기 위해 네트워크를 관리하는 방법에서,
    상기 적어도 하나 이상의 가입자 단말과 채널을 설정하는 단계,
    상기 채널의 채널 상태를 확인하기 위하여 테스트 신호를 송신하는 단계,
    상기 송신에 대한 응답 신호를 수신하고, 수신된 상기 응답 신호를 분석하여, 채널 성능을 계산하는 단계,
    상기 계산된 채널 성능을 최적화하기 위하여 파라미터들을 적용하는 단계, 그리고
    상기 파라미터들을 이용하여 가입자 단말과 데이터를 송수신하는 단계를 포함하는 네트워크 관리 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 가입자 단말과 데이터를 송수신하는 단계는,
    상기 하나의 회선을 이용하여 상기 적어도 하나 이상의 가입자 단말에 데이터를 제공하는 경우, 상기 적어도 하나 이상의 가입자 단말의 데이터 요구신호를 스케쥴링하여, 타임슬롯을 할당하는 단계를 포함하는 네트워크 관리 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 타임슬롯은,
    데이터 전송시 각 가입자 단말에 함께 전송되는 네트워크 관리 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 채널을 설정하는 단계는,
    네트워크 환경이 변경되었을 경우, 채널을 재설정하는 단계를 포함하는 네트워크 관리 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 채널을 설정하는 단계는,
    상기 적어도 하나 이상의 가입자 단말마다 각기 다른 채널을 설정하는 단계를 포함하는 네트워크 관리 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 파라미터를 적용하는 단계는,
    각기 다른 파라미터 값을 가입자 단말과 반복적으로 송수신하여 최적의 파라미터 값을 결정하는 단계를 포함하는 네트워크 관리 방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 송신에 대한 응답신호를 수신받는 단계는,
    상기 테스트 신호의 수신상태정보를 포함하는 신호를 수신받는 단계를 포함하는 네트워크 관리 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 테스트 신호의 수신상태 정보는,
    테스트 신호의 도착 시간, 수신 세기 또는 에러 정보 등 신호 전송에 관한 정보 중 적어도 하나 이상을 포함하는 네트워크 관리 방법
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 데이터를 송수신하는 단계는,
    가입자 단말에 전송하는 트래픽의 종류를 파악하고, 해당 트래픽의 종류가 유료 서비스를 제공하는 트래픽인 경우, 해당 슬롯에 우선 순위를 할당하도록 제어하는 단계를 포함하는 네트워크 관리 방법.
  10. 하나의 회선을 통해 연결된 적어도 하나 이상의 가입자 단말과의 회선 상태에 따라 신호를 송수신할 파라미터를 결정하는 파라미터 결정부, 그리고
    상기 적어도 하나 이상의 가입자 단말과 테스트 신호를 송수신하거나 채널을 설정하도록 제어하고, 결정된 상기 파라미터를 이용해 가입자 단말과 데이터를 송수신하도록 제어하는 전송 제어부
    를 포함하는 네트워크 관리 장치.
  11. 제10항에서,
    상기 파라미터 결정부는,
    상기 회선 상태에 따른 대역폭이나 에러율 등의 서비스 품질이 기설정된 범위에 포함되는 경우에 회선 상태가 만족할 만한 것으로 판단하고, 만족할 만한 상기 회선 상태의 파라미터를 최적의 파라미터 값으로 결정하는 네트워크 관리 장치.
  12. 제10항에서,
    상기 전송 제어부는,
    상기 가입자 단말과 테스트 신호를 송수신하여 상기 가입자 단말과 연결된 회선의 회선 상태를 파악하는 회선 파악부
    를 포함하는 네트워크 관리 장치.
  13. 제12항에서,
    상기 전송 제어부는,
    하나의 선로에 복수의 회선이 연결된 경우, 동일한 선로로 연결된 복수의 가입자 단말들에게 데이터를 송신할 때 동기를 맞추어 동시에 데이터를 전송하도록 제어하는 동기화부
    를 더 포함하는 네트워크 관리 장치.
  14. 제13항에서,
    상기 우선 순위 할당부는,
    가입자 단말에 전송하는 트래픽의 종류를 파악하고, 트래픽의 종류에 따라 우선 순위를 할당하는 우선 순위 할당부
    를 더 포함하는 네트워크 관리 장치.
  15. 제14항에서,
    상기 우선 순위 할당부는,
    상기 트래픽의 종류가 유료 서비스를 제공하는 트래픽인 경우, 해당 트래픽을 전송하는 타임 슬롯에 우선 순위를 할당하도록 제어하는 네트워크 관리 장치.
  16. 제10항에서,
    상기 전송 제어부는,
    상기 테스트 신호를 수신한 가입자 단말로부터 상기 테스트 신호에 대응되는 신호를 수신하고, 상기 가입자 단말로부터 수신된 신호를 이용해 상기 가입자 단말과 연결된 회선의 회선 상태를 파악하는 네트워크 관리 장치.
  17. 제16항에서,
    상기 가입자 단말로부터 수신된 신호는,
    테스트 신호의 도착 시간, 수신 세기 또는 에러 정보 등 신호 전송에 관한 정보 중 적어도 하나 이상을 포함하는 네트워크 관리 장치.
  18. 제10항에서,
    상기 전송 제어부는,
    가입자 단말과 하나의 회선을 이용하여 데이터를 제공하는 경우, 상기 가입자 단말의 데이터 요구신호를 스케쥴링하여, 타임슬롯을 할당하는 네트워크 관리 장치.
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