KR100725922B1 - The method and apparatus for IP data transmission using legacy transmission system and high-speed downstream transmission system in HFC network - Google Patents
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Abstract
1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야1. TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
본 발명은 광동축 혼합망에서 기존 전송 시스템과 광대역 하향 전송 시스템을 이용한 인터넷 프로토콜 데이터 전송 장치 및 그 방법에 관한 것임.The present invention relates to an internet protocol data transmission apparatus and a method using an existing transmission system and a broadband downlink transmission system in an optical coaxial mixed network.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제2. The technical problem to be solved by the invention
본 발명은 새로운 규격으로 개발되는 광대역 하향 케이블 하향모뎀이 기존의 헤드엔드 내의 케이블 모뎀 터미널 시스템(CMTS)과 함께 차세대 케이블 망에서 제공하고자 하는 IP 기반의 데이터 전송 서비스를 효율적으로 전송할 수 있는 광동축 혼합망(HFC)에서 기존 전송 시스템과 광대역 하향 전송 시스템을 이용한 IP 데이터 전송 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있음.The present invention provides an optical fiber coaxial mixture that allows a broadband downlink cable modem to be developed to a new standard and efficiently transmit an IP-based data transmission service to be provided in a next-generation cable network together with a cable modem terminal system (CMTS) in an existing headend. The purpose of the present invention is to provide an IP data transmission apparatus and method using an existing transmission system and a broadband downlink transmission system in a network (HFC).
3. 발명의 해결방법의 요지3. Summary of Solution to Invention
본 발명은 광동축 혼합망(HFC)에서 기존 전송 시스템과 광대역 하향 전송 시스템을 이용한 IP 데이터 전송 장치에 있어서, 서비스 제공 장치인 어플리케이션 서버 시스템으로부터 데이터를 전송받아 일반적인 사용자 데이터와 관리 메시지를 분리하고, 사용자 데이터를 광대역 또는 기존의 서비스 대역으로 전송할 것인가를 결정하여 상기 광동축 혼합망(HFC)을 통하여 전송하기 위한 헤드엔드 수단; 및 상기 광동축 혼합망(HFC)을 통하여 상기 헤드엔드 수단으로부터 전송된 분리된 데이터를 전송받아 IP 기반 가입자 장치에 전송하고, 상기 IP 기반 가입자 장치로부터 전달되는 관리 메시지를 상기 기존 전송 시스템을 통해 전달하기 위한 사용자 케이 블 터미널 수단을 포함함.The present invention is an IP data transmission apparatus using an existing transmission system and a broadband downlink transmission system in an optical coaxial mixed network (HFC), receiving data from an application server system as a service providing device to separate general user data and management messages, Headend means for determining whether to transmit user data in a broadband or existing service band and transmitting it through the optical coaxial mixed network (HFC); And receiving the separated data transmitted from the headend means through the optical coaxial mixed network (HFC) to an IP based subscriber device, and transmitting a management message transmitted from the IP based subscriber device through the existing transmission system. Includes user cable terminal means for
4. 발명의 중요한 용도4. Important uses of the invention
본 발명은 방송 통신 시스템 등에 이용됨.The present invention is used in broadcast communication systems and the like.
광대역 하향 케이블 모뎀, DOCSIS, IP, HFC, 라우팅, 스위칭 Broadband Downlink Cable Modem, DOCSIS, IP, HFC, Routing, Switching
Description
도 1 은 본 발명에 따른 광동축 혼합망(HFC)에서 기존 전송 시스템과 광대역 하향 전송 시스템을 이용한 IP 데이터 전송 장치의 일실시예 구성도.1 is a block diagram of an IP data transmission apparatus using an existing transmission system and a broadband downlink transmission system in an optical coaxial mixed network (HFC) according to the present invention.
도 2 는 상기 도 1의 광대역 하향 전송 시스템과 광대역 수신 모듈 간의 광대역 하향 송수신 방식을 나타낸 일실시예 설명도.FIG. 2 is a diagram illustrating an embodiment of a wideband downlink transmission / reception scheme between the wideband downlink transmission system and the wideband reception module of FIG.
도 3 은 상기 도 1의 기존 DOCSIS 케이블 모뎀 터미털 시스템과 광대역 하향 전송 시스템에서의 기존 및 광대역 하향 전송 대역 구성을 나타낸 일실시예 설명도.3 is a diagram illustrating an exemplary embodiment of conventional and wideband downlink transmission band configurations in the existing DOCSIS cable modem terminal system and the wideband downlink transmission system of FIG.
도 4 는 상기 도 1의 기존 DOCSIS 케이블 모뎀 터미털 시스템과 광대역 하향 전송 시스템에서의 기존 및 광대역 하향 전송 대역 구성을 나타낸 다른 실시예 설명도.4 is a diagram illustrating another embodiment of the conventional and broadband downlink transmission band configurations in the existing DOCSIS cable modem terminal system and the broadband downlink transmission system of FIG.
도 5 는 본 발명에 따른 광동축 혼합망에서 기존 전송 시스템과 광대역 하향 전송 시스템을 이용한 IP 데이터 전송 장치의 헤드엔드 장치를 나타낸 일실시예 상 세 구성도.FIG. 5 is a detailed diagram illustrating a head-end device of an IP data transmission apparatus using an existing transmission system and a broadband downlink transmission system in an optical coaxial mixed network according to the present invention. FIG.
도 6 은 본 발명에 따른 광동축 혼합망에서 기존 전송 시스템과 광대역 하향 전송 시스템을 이용한 IP 데이터 전송 장치의 사용자 케이블 터미널을 나타낸 일실시예 상세 구성도.FIG. 6 is a detailed diagram illustrating a user cable terminal of an IP data transmission apparatus using an existing transmission system and a broadband downlink transmission system in an optical coaxial mixed network according to the present invention. FIG.
도 7 은 본 발명에 따른 광동축 혼합망에서 기존 전송 시스템과 광대역 하향 전송 시스템을 이용한 IP 데이터 전송 방법에 대한 일실시예 설명도.7 is a diagram illustrating an embodiment of an IP data transmission method using an existing transmission system and a broadband downlink transmission system in an optical coaxial mixed network according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
100 : 헤드엔드 장치 101 : 어플리케이션 서버 시스템100: head-end device 101: application server system
102 : IP 라우팅 시스템 103 : 광대역 하향 전송 시스템102: IP routing system 103: broadband downlink transmission system
104 : 광동축 혼합망 105 : 사용자 케이블 터미널104: coaxial mixed network 105: user cable terminal
106 : 광대역 수신 모듈 107 : 기존 케이블 모뎀 모듈106: broadband receiving module 107: conventional cable modem module
108 : IP 기반 가입자 장치108: IP based subscriber device
109 : 기존 DOCSIS 케이블 모뎀 터미널 시스템109: Conventional DOCSIS Cable Modem Terminal System
본 발명은 새롭게 개발되고 있는 광대역 하향 케이블 모뎀과 기존의 DOCSIS(Data Over Cable Service Interface Specification : 이하, "DOCSIS"라 함) 기반 데이터 전송 시스템을 이용하여 인터넷 프로토콜(Internet Protocol : 이하, "IP"라 함) 기반 데이터 전송을 위한 광동축 혼합망(HFC)에서 기존 전송 시스템과 광대역 하향 전송 시스템을 이용한 IP 데이터 전송 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 헤드엔드 및 가입자 단말장치에서 IP 라우터를 이용하여 고용량의 하향 데이터는 새롭게 개발되는 광대역 하향 케이블 모뎀으로 전송되도록 하며, 사용자로부터 요구는 기존의 상향 전송 채널을 이용하여 기존의 장치를 최대한 활용하여 신규 서비스를 도입하는 것이 용이하도록 하는 광동축 혼합망(HFC)에서 기존 전송 시스템과 광대역 하향 전송 시스템을 이용한 IP 데이터 전송 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention utilizes a newly developed broadband downlink cable modem and an existing data over cable service interface specification (DOCSIS) based data transmission system. The present invention relates to an IP data transmission apparatus using an existing transmission system and a broadband downlink transmission system in an optical coaxial mixed network (HFC) for data transmission, and a method thereof, and more particularly, to an IP router in a headend and a subscriber station. High-capacity downlink data is transmitted to the newly developed broadband downlink cable modem, and the demand from the user is that the coaxial mixture facilitates the introduction of a new service by utilizing the existing uplink channel to make the best use of the existing device. IP using existing transmission system and broadband downlink transmission system in HFC It relates to a data transmission apparatus and method.
현재 케이블 망을 이용하여 데이터를 전송하는데 DOCSIS 1.0, 1.1 및 2.0 표준 규격을 따르는 케이블 모뎀 터미널 시스템(CM : Cable Modem Terminal System) 및 케이블 모뎀(CM : Cable Modem)이 널리 사용되고 있다. 특히, 현재 하향스트림 전송 규격은 90년대 초반에 개발된 것으로 이 후 신기술이 출현과 함께 하드웨어 성능이 향상됨에 따라서 새로운 물리계층 및 맥(MAC) 계층을 도입하는 것이 대용량의 신규 서비스를 도입하는데 용이할 뿐 아니라 기존의 서비스를 제공하는데도 효과적이다.Currently, cable modem terminal systems (CM) and cable modems (CM) are widely used to transmit data using a cable network, which comply with DOCSIS 1.0, 1.1, and 2.0 standards. In particular, the current downstream transmission specification was developed in the early 90's, and since new technologies have been introduced and hardware performance has been improved, it is easy to introduce new physical services and MAC layers. It is also effective for providing existing services.
기존의 DOCSIS에서는 하향스트림의 경우 송신할 수 있는 RF(Radio Frequency)의 대역폭이 6MHz로 한정되어 있다. 즉, 케이블 모뎀(CM)은 하나의 6MHz 대역으로 데이터를 전송받을 수 있으며, 이때 최대 전송률은 약 40Mbps정도이다. 그러나, 통신과 방송이 융합된 다양한 형태의 서비스가 출현함에 따라서 현재 사용 되고 있는 규격은 서비스 제공 능력 및 효율성에서 한계를 나타내고 있다. 그리고, 최근 광동축 혼합망(HFC)에서 통신과 방송이 융합된 다양한 형태의 서비스를 효율적으로 제공하기 위하여 DOCSIS 기반의 데이터 전송을 위한 케이블 모뎀 터미널 시스템(CMTS)이 맥(MAC) 처리부, 네트워크 인터페이스부, 하향변조부, 상향복조기가 하나의 시스템으로 통합된 형태에서 각 기능이 독립된 장치로 분리된 모듈화된 케이블 모뎀 터미널 시스템(CMTS)을 위한 인터페이스 규격이 새롭게 등장하고 있다.In conventional DOCSIS, the bandwidth of radio frequency (RF) that can be transmitted downstream is limited to 6 MHz. That is, the cable modem (CM) can receive data in one 6MHz band, and the maximum transmission rate is about 40Mbps. However, with the emergence of various types of services in which communication and broadcasting are converged, the currently used standard has shown a limitation in service provision capability and efficiency. In addition, in recent years, in order to efficiently provide various types of services in which communication and broadcasting are converged in an optical coaxial mixed network (HFC), a cable modem terminal system (CMTS) for data transmission based on DOCSIS is a MAC processing unit and a network interface. New interface specifications for modular cable modem terminal systems (CMTS), in which the sub-, down-modulator, and up-demodulator are integrated into one system, are separated into separate devices.
모듈화된 케이블 모뎀 터미널 시스템(CMTS)에서 하향변조부의 경우 기존의 DOCSIS 맥(MAC) 데이터의 처리뿐 아니라, 엠펙-2(MPEG-2) 전송스트림(TS) 기반의 오디오/비디오(A/V) 데이터 및 IP 기반의 오디오/비디오(A/V) 데이터에 대한 처리 기능도 함께 포함하고 있다. 그러나, 헤드엔드의 모든 장비를 새로운 모듈화된 장치로 대체하는데 많은 비용이 소요되며 서비스를 제공하는데 시간을 필요로 한다.In the modular cable modem terminal system (CMTS), the down-modulation unit not only processes existing DOCSIS MAC data, but also MPEG-2 transport stream (TS) based audio / video (A / V). It also includes processing for data and IP-based audio / video (A / V) data. However, replacing all the equipment in the headend with a new modular device is expensive and takes time to provide service.
즉, 새로운 규격을 따른 장치를 이용하여 가입자가 원하는 서비스를 제공하기 위해서는 많은 시간과 비용을 필요로 하는 문제점이 있었다.In other words, there is a problem that requires a lot of time and money in order to provide a service desired by the subscriber using the device according to the new standard.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 새로운 규격으로 개발되는 광대역 하향 케이블 하향모뎀이 기존의 헤드엔드 내의 케이블 모뎀 터미널 시스템(CMTS)과 함께 차세대 케이블 망에서 제공하고자 하는 IP 기반의 데이터 전송 서비스를 효율적으로 전송할 수 있는 광동축 혼합망(HFC)에서 기존 전송 시스템과 광대역 하향 전송 시스템을 이용한 IP 데이터 전송 장치 및 그 방법을 제공하 는데 그 목적이 있다.The present invention has been proposed to solve the above problems, and the IP-based data transmission that the broadband downlink cable modem to be developed in a new standard is to provide in a next generation cable network together with a cable modem terminal system (CMTS) in the existing headend. The purpose of the present invention is to provide an IP data transmission apparatus and method using an existing transmission system and a broadband downlink transmission system in an optical coaxial mixed network (HFC) capable of efficiently transmitting a service.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.Other objects and advantages of the present invention can be understood by the following description, and will be more clearly understood by the embodiments of the present invention. Also, it will be readily appreciated that the objects and advantages of the present invention may be realized by the means and combinations thereof indicated in the claims.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 광동축 혼합망(HFC)에서 기존 전송 시스템과 광대역 하향 전송 시스템을 이용한 IP 데이터 전송 장치에 있어서, 서비스 제공 장치인 어플리케이션 서버 시스템으로부터 데이터를 전송받아 일반적인 사용자 데이터와 관리 메시지를 분리하고, 사용자 데이터를 광대역 또는 기존의 서비스 대역으로 전송할 것인가를 결정하여 상기 광동축 혼합망(HFC)을 통하여 전송하기 위한 헤드엔드 수단; 및 상기 광동축 혼합망(HFC)을 통하여 상기 헤드엔드 수단으로부터 전송된 분리된 데이터를 전송받아 IP 기반 가입자 장치에 전송하고, 상기 IP 기반 가입자 장치로부터 전달되는 관리 메시지를 상기 기존 전송 시스템을 통해 전달하기 위한 사용자 케이블 터미널 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.The apparatus of the present invention for achieving the above object is an IP data transmission apparatus using an existing transmission system and a broadband downlink transmission system in an optical coaxial mixed network (HFC), and receives data from an application server system that is a service providing device in general Head-end means for separating user data and management messages and for determining whether to transmit user data over a wideband or existing service band and for transmitting over the optical coaxial mixed network (HFC); And receiving the separated data transmitted from the headend means through the optical coaxial mixed network (HFC) to an IP based subscriber device, and transmitting a management message transmitted from the IP based subscriber device through the existing transmission system. It characterized in that it comprises a user cable terminal means for.
한편, 본 발명의 방법은, 외부망으로부터 전송된 데이터를 헤드엔드 내의 IP 라우터를 통하여 광대역 송수신 시스템으로 전송되도록 설정하고, 단말에서 수신된 데이터를 해당 가입자 장치가 존재하는 망으로 전송되도록 단말장치 내 IP 스위치 모듈을 설정하는 헤드엔드 설정 단계; 및 IP 기반 가입자가 존재하는 망으로부터의 데이터는 기존의 DOCSIS 기반 상향 전송망을 통하여 전송될 수 있도록 가입자 장치의 IP 스위칭 모듈을 설정하는 기존 전송망 설정 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Meanwhile, in the method of the present invention, the data transmitted from the external network is set to be transmitted to the broadband transmission / reception system through an IP router in the headend, and the data received from the terminal is transmitted to the network in which the subscriber device exists. A headend setting step of setting an IP switch module; And an existing transmission network setting step of setting an IP switching module of the subscriber device so that data from the network in which the IP-based subscriber exists is transmitted through the existing DOCSIS-based uplink transmission network.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.The above objects, features and advantages will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, whereby those skilled in the art may easily implement the technical idea of the present invention. There will be. In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 은 본 발명에 따른 광동축 혼합망(HFC)에서 기존 전송 시스템과 광대역 하향 전송 시스템을 이용한 IP 데이터 전송 장치의 일실시예 구성도이다.1 is a configuration diagram of an IP data transmission apparatus using an existing transmission system and a broadband downlink transmission system in an optical coaxial mixed network (HFC) according to the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 광동축 혼합망(HFC)에서 기존 전송 시스템과 광대역 하향 전송 시스템을 이용한 IP 데이터 전송 장치는, 서비스 제공 장치인 어플리케이션 서버 시스템(101)으로부터 데이터를 전송받아 일반적인 사용자 데이터와 관리 메시지를 분리하고, 사용자 데이터를 광대역 또는 기존의 서비스 대역으로 전송할 것인가를 결정하여 광동축 혼합망(HFC)을 통하여 전송하기 위한 헤드엔드 장치(100), 상기 광동축 혼합망(HFC)을 통하여 상기 헤드엔드 장치(100)로부터 전송된 분리된 데이터를 전송받아 IP 기반 가입자 장치(108)에 전송하고, 상기 IP 기반 가입자 장치(108)로부터 전달되는 관리 메시지를 상기 기존 전 송 시스템을 통해 전달하기 위한 사용자 케이블 터미널(105)을 포함한다.As shown in FIG. 1, an IP data transmission apparatus using an existing transmission system and a broadband downlink transmission system in an optical coaxial mixed network (HFC) according to the present invention transmits data from an
본 발명은 헤드엔드 및 가입자 단말장치에서 IP 라우터를 이용하여 고용량의 하향 데이터는 새롭게 개발되는 광대역 하향 케이블 모뎀으로 전송하고, 사용자로부터 요구 데이터는 기존의 상향 전송 채널을 이용하는 것으로, 기존의 장치를 최대한 활용하여 차세대 케이블 망에서 제공하고자 하는 다양한 신규 서비스를 도입하는데 용이하도록 한 것이다.The present invention transmits a high capacity downlink data to a newly developed broadband downlink cable modem by using an IP router in a headend and a subscriber station, and requests data from a user using an existing uplink transmission channel. It is to make it easy to introduce various new services to be provided in next generation cable network.
상기 헤드엔드 장치(100)의 광대역 하향 전송 시스템(103)과 사용자 케이블 터미널(105)의 광대역 수신 모듈(106)은 새로운 하향 물리계층을 지원하거나 채널 묶음(Bonding)을 이용한 광대역 하향 송수신 시스템으로서 상향 채널 전송은 포함하지 않는다.The wideband
따라서, 헤드엔드 장치(100)와 IP 기반 가입자 장치(108) 간의 양방향 전송을 위하여 기존의 DOCSIS 기반의 송수신 시스템인 기존 DOCSIS 케이블 모뎀 터미널 시스템(109)과 기존 케이블 모뎀 모듈(107)이 포함되며, 여기에서는 상향대역 전송이 포함된다. 즉, 헤드엔드 장치(100) 내에 존재하는 기존 DOCSIS 2.0 이하의 방식을 지원하는 케이블 모뎀 터미널 시스템(CMTS)(109)은 외부망 또는 헤드엔드 내 서비스 제공 장치인 어플리케이션 서버 시스템(101)으로부터 데이터를 전송할 때 일반적인 사용자 데이터인 경우에는 새로운 물리계층인 광대역 하향 전송 시스템(103)과 광대역 수신 모듈(106)을 이용하여 광대역인 광동축 혼합망(HFC)(104)을 통하여 전송하고, 사용자 데이터를 제외한 케이블 모뎀 터미널 시스템(CMTS)와 케이블 모뎀(CM)간의 관리 메시지의 경우 기존의 물리계층인 기존 DOCSIS 케이블 모 뎀 터미널 시스템(109)과 기존 케이블 모뎀 모듈(107)을 이용하여 전송한다.Accordingly, the conventional DOCSIS cable
헤드엔드 장치(100)에서 사용자 데이터를 광대역 또는 기존의 서비스 대역으로 전송할 것인가의 결정은 IP 계층에서의 라우터인 IP 라우팅 시스템(102)을 통하여 이루어진다. 즉, 상기 IP 라우팅 시스템(102)이 하향 사용자 데이터는 모두 광대역 전송 장치인 광대역 하향 전송 시스템(103)을 이용하도록 라우팅한다.The determination of whether to transmit the user data in the broadband or the existing service band in the
이와 같이, 사용자 데이터와 관리 메시지 데이터를 분리하여 전송하는 것은 관리 데이터의 경우 사용자 데이터에 비하여 전송하는 데이터가 적으며, 케이블 모뎀 터미널 시스템(CMTS)과 케이블 모뎀(CM) 간의 모든 관리 메시지를 하나의 물리계층을 이용하여 전송함으로써 관리 메시지의 처리를 효율적으로 할 수 있다. 또한, 이러한 전송방식을 지원하지 않는 기존의 케이블 모뎀(CM)을 가진 사용자에게는 기존 물리계층 및 기존 채널을 통하여 기존의 서비스 및 물리계층의 전송 능력 범위 내에서 새로운 서비스를 제공할 수 있다.As described above, in the case of separately transmitting user data and management message data, there is less data to transmit than user data, and all management messages between the cable modem terminal system (CMTS) and the cable modem (CM) are stored in one piece. By using the physical layer, the management message can be efficiently processed. In addition, a user having an existing cable modem (CM) that does not support such a transmission scheme may provide a new service within a range of existing services and transmission capabilities of the physical layer through an existing physical layer and an existing channel.
도 2 는 상기 도 1의 광대역 하향 전송 시스템과 광대역 수신 모듈 간의 광대역 하향 송수신 방식을 나타낸 일실시예 설명도로서, 케이블 망을 이용하여 헤드엔드와 가입자 장치 간에 다양한 방송, 데이터 등 다양한 서비스를 제공하기 위하여 광대역 하향 케이블 모뎀을 구현하는 방식에 대하여 나타낸다.FIG. 2 is a diagram illustrating an embodiment of a wideband downlink transmission / reception scheme between the wideband downlink transmission system and the wideband reception module of FIG. 1 to provide various services such as broadcasting, data, etc. between a headend and a subscriber device using a cable network. For the purpose of implementing a broadband downlink cable modem.
다양한 형태의 서비스를 제공하기 위해서는 서비스 제공자는 각 서비스에 대한 별도의 대역을 할당하여야 하며, 가입자는 각 서비스에 맞는 별도의 송수신 장치를 필요로 한다.In order to provide various types of services, a service provider must allocate a separate band for each service, and a subscriber needs a separate transceiver for each service.
IP를 이용한 서비스의 제공이 보편화되면서 케이블 망을 통하여 각각 다른 서비스 대역을 통하여 제공되던 서비스들이 점차 대역의 구분 없이 IP 계층에서 다중화 되어 전송되는 형태로 발전하고 있다.As services using IP are becoming more common, services provided through different service bands through cable networks are gradually being developed to be multiplexed and transmitted in the IP layer without classifying bands.
예를 들어, 기존의 엠펙-2(MPEG-2) 전송스트림(TS) 기반의 방송이 IP 기반에서 제공되는 추세이다.For example, conventional MPEG-2 transport stream (TS) -based broadcasting is a trend that is provided in the IP-based.
기존의 케이블에 망에서 제공하던 모든 형태의 다양한 서비스를 IP 계층에 통합하여 제공하기 위하여 하향 전송의 형태가 보다 고속화 광역화되고 있다.In order to integrate and provide all types of various services provided by the existing cable to the IP layer, the form of downlink transmission is becoming faster and wider.
이러한 광대역 하향 케이블 모뎀을 구현하는 것의 대표적인 것들로서 단일 광대역 캐리어를 이용한 것(201), 기존의 6MHz 대역을 다수 묶어(Channel Bonding) 맥(MAC) 계층에서 다중화 하는 것(202), 그리고 6MHz 단위의 광대역 이상의 대역(12, 18MHz 등)을 묶어 맥(MAC) 계층에서 다중화하는 방식(203) 등이 있다.Representatives of implementing such a wideband downlink cable modem are using a single broadband carrier (201), multiplexing the existing 6MHz band in the MAC (MAC) layer (202), and in 6MHz units. There is a
도 3 은 상기 도 1의 기존 DOCSIS 케이블 모뎀 터미털 시스템과 광대역 하향 전송 시스템에서의 기존 및 광대역 하향 전송 대역 구성을 나타낸 일실시예 설명도로서, 기존 방식의 하향스트림 및 새로운 방식의 광대역 하향스트림에 대한 주파수 구성도를 나타내었다.FIG. 3 is a diagram illustrating an exemplary embodiment of existing and wideband downlink transmission band configurations in the existing DOCSIS cable modem terminal system and the wideband downlink transmission system of FIG. 1, respectively. Frequency configuration diagram is shown.
기존 서비스 대역(301)은 기존의 물리 계층을 이용한 신호가 전송되는 대역이며, 광대역(302)은 새로운 물리계층 또는 맥(MAC) 계층의 신호가 전송되는 신호를 의미한다.The existing
기존 서비스 대역(301)은 기존의 6MHz 크기로 할당된 대역을 통하여 전송되는 물리계층 신호는 새로운 전송 채널로 제공되는 서비스 정보 제공을 위한 하향스트림 전송 채널로서, 현재 DOCSIS 규격에서는 ITU-T J.83 Annex B를 사용한다.The existing
광대역(302)의 경우 기존의 6MHz 대역의 제한에서 벗어나 사업자가 보다 채널을 효율적으로 사용할 수 있도록 광대역을 할당한다.In the case of the wideband 302, the wideband is allocated so that the operator can use the channel more efficiently than the existing 6 MHz band.
할당된 광대역을 통하여 보다 많은 사용자에게 VOD, 고속 데이터 전송 등의 6MHz 대역 내에서 제공할 수 없었던 다양한 서비스를 효과적으로 제공할 수 있다.The allocated broadband effectively provides more users with various services that could not be provided in the 6MHz band such as VOD and high-speed data transmission.
광대역(302)을 사용하는 새로운 전송 방식은 현재 표준에 정의되지 않은 1024 QAM, 저밀도 패리티 검사(LDPC : Low Density Parity Check) 등 새로운 물리계층 전송 기술을 채택하여 사용할 수도 있다.The new transmission scheme using the wideband 302 may adopt new physical layer transmission techniques such as 1024 QAM and Low Density Parity Check (LDPC), which are not defined in the current standard.
도 4 는 상기 도 1의 기존 DOCSIS 케이블 모뎀 터미털 시스템과 광대역 하향 전송 시스템에서의 기존 및 광대역 하향 전송 대역 구성을 나타낸 다른 실시예 설명도로서, 기존 방식의 하향스트림 및 채널 묶음(Bonding)을 이용한 광대역 하향 전송 대역 주파수 구성도를 나타내었다.FIG. 4 is a diagram illustrating another embodiment of the conventional and broadband downlink transmission band configurations in the existing DOCSIS cable modem terminal system and the broadband downlink transmission system of FIG. 1, and uses a conventional downstream and channel bundle. Broadband downlink band frequency configuration is shown.
기존 서비스 대역(401)은 기존의 물리 계층을 이용한 신호가 전송되는 대역이며, 채널 묶음(Bonding)을 이용한 광대역(402)은 새로운 물리계층 또는 맥(MAC) 계층의 신호가 전송되는 신호를 의미한다.The existing
채널 묶음(Bonding)은 상기 도 2의 기존의 6MHz 대역을 다수 묶어(Channel Bonding) 맥(MAC) 계층에서 다중화 하는 것(202)을 이용하여 전송할 수 있고, 그리고 6MHz 단위의 광대역 이상의 대역(12, 18MHz 등)을 묶어 맥(MAC) 계층에서 다중화하는 방식(203)을 이용하여 전송할 수 있다.Channel bonding can be transmitted by multiplexing the existing 6MHz band of FIG. 2 in the Channel Bonding
도 5 는 본 발명에 따른 광동축 혼합망에서 기존 전송 시스템과 광대역 하향 전송 시스템을 이용한 IP 데이터 전송 장치의 헤드엔드 장치를 나타낸 일실시예 상 세 구성도로서, 광대역 하향 모뎀 및 기존 전송 방식을 이용한 IP 기반 데이터 전송방식에서 헤드엔드 송신 개념도를 나타내었다.FIG. 5 is a detailed diagram illustrating a headend device of an IP data transmission apparatus using an existing transmission system and a broadband downlink transmission system in an optical coaxial mixed network according to the present invention. FIG. A conceptual diagram of headend transmission is shown in IP-based data transmission.
헤드엔드 장치는 어플리케이션 서버 시스템(513)으로부터 전송되는 데이터(505)로부터 일반적인 사용자 데이터와 관리 메시지를 분리하고, 사용자 데이터를 광대역 또는 기존의 서비스 대역으로 전송할 것인가를 결정하는 IP 계층 라우터인 IP 라우팅 시스템(502), 상기 IP 라우팅 시스템(502)에서 결정된 일반적인 사용자 데이터를 전송하는 새로운 광대역 하향 송신 장치인 광대역 하향 전송 시스템(503), 상기 IP 라우팅 시스템(502)에서 결정된 관리 메시지를 기존의 대역을 통하여 전송하거나, 수신하기 위한 기존 DOCSIS 기반 케이블 모뎀 터미널 시스템(CMTS)(511), 헤드엔드로부터 제공되는 서비스에 대한 정보 및 전체적인 망 관리를 위한 헤드엔드 관리 서버(509), 그리고 상기 헤드엔드 장치에서 송/수신되는 RF 신호를 분배하고, 결합하기 위한 RF 신호 분배기/결합기(504)를 포함한다.The headend device is an IP routing system that is an IP layer router that separates general user data and management messages from
IP 형태로 외부망인 외부 IP 백본(501)이나 헤드엔드 내 응용 서버인 어플리케이션 서버 시스템(513)으로부터 전송되는 데이터(505)는 IP 라우팅 시스템(502)을 통하여 새로운 광대역 하향 송신 장치인 광대역 하향 전송 시스템(503)으로 전송되며, 논리적으로 헤드엔드의 광대역 송신 시스템 및 단말 수신 장치는 하나의 IP 서브넷을 구성한다.The
기존의 DOCSIS 기반 케이블 모뎀 터미널 시스템(CMTS)(511)은 헤드엔드 관리 서버(509)로부터 헤드엔드로부터 제공되는 서비스에 대한 정보 및 전체적인 망 관리를 위한 데이터(508)를 6MHz의 하향 대역을 통하여 송신하며 단말 장치로부터 요 구 및 관리 데이터를 상향대역을 통하여 수신하여 헤드엔드 관리 서버(509)가 처리할 수 있도록 전달한다.The existing DOCSIS-based cable modem terminal system (CMTS) 511 transmits information about services provided from the headend from the
도 6 은 본 발명에 따른 광동축 혼합망에서 기존 전송 시스템과 광대역 하향 전송 시스템을 이용한 IP 데이터 전송 장치의 사용자 케이블 터미널을 나타낸 일실시예 상세 구성도이다.FIG. 6 is a detailed configuration diagram of a user cable terminal of an IP data transmission apparatus using an existing transmission system and a broadband downlink transmission system in an optical coaxial mixed network according to the present invention.
사용자 케이블 터미널(602)은 상기 광동축 혼합망(601)을 통해 송/수신되는 신호를 분배하고, 결합하는 RF 신호 분배기/결합기(603), 상기 RF 신호 분배기/결합기(603)로부터 출력되는 광대역 신호를 처리하는 광대역 수신 모듈(604), 상기 RF 신호 분배기/결합기(603)를 통해 수신되거나 송신되는 데이터를 처리하는 기존 DOCSIS 케이블 모뎀 모듈(609), 상기 광대역 수신 모듈(604)로부터 수신된 가입자 장치로의 데이터(606)를 해당되는 IP 기반의 가입자 장치(607)로 전달하거나, IP 기반 가입자 장치(607)로부터 전송되는 사용자 데이터(608)를 기존의 DOCSIS 기반 케이블 모뎀(CM) 모듈(609)을 통하여 헤드엔드 장치에 전송되도록 하는 IP 스위칭 모듈(605), 그리고 상기 사용자 케이블 터미널을 제어하기 위한 사용자 터미널 제어 모듈(610)을 포함한다.The
광대역 수신 모듈(604)로부터 수신된 가입자 장치로의 데이터(606)는 단말 장치(602)에 접속된 IP 스위칭 모듈(605)을 통하여 해당되는 IP 기반의 가입자 장치(607)로 전달된다. 또한, IP 기반 가입자 장치(607)로부터 전송되는 사용자 데이터(608)는 단말 장치(602)의 라우터 모듈인 IP 스위칭 모듈(605)에서 기존의 DOCSIS 기반 케이블 모뎀(CM) 모듈(609)을 통하여 헤드엔드 장치에 전송되도록 한 다.The
논리적으로 기존의 DOCSIS 기반 케이블 모뎀 터미널 시스템(CMTS)(511) 및 케이블 모뎀(CM) 모듈(610) 간에는 하나의 IP 서브넷을 구성한다.Logically, the existing DOCSIS-based cable modem terminal system (CMTS) 511 and the cable modem (CM)
도 7 은 본 발명에 따른 광동축 혼합망에서 기존 전송 시스템과 광대역 하향 전송 시스템을 이용한 IP 데이터 전송 방법에 대한 일실시예 설명도로서, 광대역 하향 모뎀 및 기존 전송 방식 이용한 IP 기반 데이터 전송방식에서 사용되는 서브넷 구성과 그를 이용한 IP 데이터 전송 방법을 나타내었다.7 is a diagram illustrating an embodiment of an IP data transmission method using an existing transmission system and a broadband downlink transmission system in an optical coaxial mixed network according to the present invention, and is used in an IP-based data transmission method using a broadband downlink modem and a conventional transmission method. The subnet configuration and the IP data transmission method using the same are shown.
본 발명은 광대역 하향 케이블 모뎀과 기존의 DOCSIS 기반 데이터 전송 시스템을 이용하여 IP 기반 데이터 전송을 위한 것으로, 기본적인 개념은 새롭게 개발되는 광대역 하향 모뎀과 기존의 헤드엔드 내의 장치를 이용하여 차세대 케이블 망에서 제공하자 하는 서비스를 저비용으로 하기 위한 것이다.The present invention is for IP-based data transmission using a broadband downlink cable modem and a conventional DOCSIS-based data transmission system. The basic concept is provided in a next-generation cable network using a newly developed broadband downlink modem and a device in an existing headend. To do a low cost service.
이를 위하여 IP 라우터를 헤드엔드 및 단말장치에 추가하여 헤드엔드의 IP 라우터는 백본망 또는 헤드엔드 내 응용 서버로부터의 IP 계층의 데이터를 광대역 하향 채널로 전송하고, 단말 장치는 하향 데이터를 해당 가입자 장치에 전달한다.To this end, by adding an IP router to the headend and the terminal device, the IP router of the headend transmits data of the IP layer from the backbone network or the application server in the headend to the broadband downlink channel, and the terminal device transmits the downlink data to the subscriber device. To pass on.
가입자 장치로부터 헤드엔드 장치로 요구를 위하여 가입자 장치로부터의 IP 데이터는 기존의 DOCSIS 상향 채널로 전송되도록 한다.The IP data from the subscriber device is transmitted on the existing DOCSIS upstream channel for the request from the subscriber device to the headend device.
IP 계층에서의 올바른 데이터 전송을 위하여 헤드엔드 및 단말 장치 간에는 두 개의 독립적인 논리적인 서브넷이 구성된다.Two independent logical subnets are configured between the headend and the terminal device for proper data transmission in the IP layer.
광대역 송수신 및 기존의 DOCSIS 기반 전송 방식에 각각의 서브넷(702, 703)이 별로도 구성된다. 그리고, 외부망(701)으로부터 데이터는 헤드엔드 내의 IP 라 우터를 통하여 광대역 송수신 시스템으로 전송되도록 설정되며, 단말에서 수신된 데이터는 해당 가입자 장치가 존재하는 망(704)으로 전송되도록 단말장치 내 IP 스위치 모듈을 설정한다.
IP 기반 가입자가 존재하는 망(704)으로부터의 데이터는 기존의 DOCSIS 기반 상향 전송망(703)을 통하여 전송될 수 있도록 가입자 장치의 IP 스위칭 모듈을 설정한다.The IP switching module of the subscriber device is configured so that data from the network 704 in which the IP-based subscriber exists exists can be transmitted through the existing DOCSIS-based
헤드엔드 내 기존의 DOCSIS 기반 전송 장치는 라우터가 내장된 경우에는 IP 라우터와 케이블 모뎀 터미널 시스템(CMTS) 간에 별도의 서브넷이 구성되어야 하며, 브릿지 모드로 동작하는 경우 별도의 서브넷이 구성될 필요없이 헤드엔드 IP 라우터와 단말 장치간에 기존의 DOCSIS 기반 전송시스템을 통한 서브넷 구성으로 동작이 이루어질 수 있다.Existing DOCSIS-based transmitters in the headend must have a separate subnet configured between the IP router and the cable modem terminal system (CMTS) if the router is built in. If operating in bridge mode, the heads need not be configured. The operation may be performed by configuring the subnet between the end IP router and the terminal device through the existing DOCSIS-based transmission system.
상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다. 이러한 과정은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있으므로 더 이상 상세히 설명하지 않기로 한다.As described above, the method of the present invention may be implemented as a program and stored in a recording medium (CD-ROM, RAM, ROM, floppy disk, hard disk, magneto-optical disk, etc.) in a computer-readable form. Since this process can be easily implemented by those skilled in the art will not be described in more detail.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.The present invention described above is capable of various substitutions, modifications, and changes without departing from the technical spirit of the present invention for those skilled in the art to which the present invention pertains. It is not limited by the drawings.
상기와 같은 본 발명은, 새로운 규격으로 개발되는 광대역 하향 케이블 하향모뎀이 기존의 헤드엔드 내의 케이블 모뎀 터미널 시스템(CMTS)와 함께 차세대 케이블 망에서 제공하고자 하는 IP 기반의 데이터 전송 서비스를 저비용으로 효율적으로 제공할 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention provides a low-cost and efficient IP-based data transmission service to be provided in a next-generation cable network together with a cable modem terminal system (CMTS) in an existing headend. There is an effect that can be provided.
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