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고속 데이터 서비스장치(hdp)개발
 
산학협동 성공사례
 
월간 기계기술기자 | 1999.08.01 | 1999년 8월호
 
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최근 중소기업의 경쟁력 강화라는 본래의 취지에 맞게 활발한 연구활동을 하고 있는 전문대학 중소 기술협력회가 지난 5월 구미1대학에서 ‘제5회 산학협동사례 발표회’를개최해 주목을 받았다.
  전문대학과 중소기업간의 실질적인 교류를 통한 기술개발과 보유기술의 발표를 통해 관련기업에 기술이전을 촉진시키고 유사기술을 보다 원활히 할 수 있는 계기를 마련했다는 평가를 받았는데 본지에서는 전문대학과 그 참여기업이 공동으로 협력해 기술개발에 성공한 사례를 긴급 입수, 시리즈로 소개한다.  (원문을 보시려면 잡지 보기를 누르세요)
연구내용 요약
기존 가입자 전화선을 이용하여 디지털 단말기간 원거리 고속 데이터 통신을 할 수 있는 장치 (HDSL방식)를 개발하는 것을 목표로 하였다.
  기존 가입자 선로(0.4mm)에서 데이터 전송 속도를 최대 1536kbps까지 구현하였으며, 기존 가입자 전화선을 이용하여 고속의 데이터 통신을 할 수 있는 장치를 개발하기 위하여 필요한 다음과 같은 회로를 설계하였다.
 즉 광대역 전송장치에서 사용되는 RS -449 커넥터 인터페이스 회로, HDP 컨트롤부 회로, LOGIC컨트롤부 회로, PLL부 회로, 2T1-784 HDSL부 회로, 가입자 접속부 회로 등을 설계 하였으며 완성된 최종 회로를 PCB Art work, PCB 발주 및 제작을 하여 시제품 조립시험을 형식 승인을 취득하였다.
  또한 PCM 단국장치인 P32-T를 제작하여 실제 시스템에서 시험을 행하였으며 충격, 환경등 외부의 가변적인 조건에 대하여 특성을 유지 하도록 하였다.
기술개발 목표
●개요
 
  21세기 정보화시대에 대비하여 정부는 2015 년까지 45조원을 투입하여 전국을 광케이블망으로 연결하는 초고속 정보통신망 구축 기본계 획을 ’95년도에 수립하여 ’97년까지 1단계 사업을 마무리하였지만 2단계 사업이 시작되는 ’ 98년도에 IMF라는 국가적 어려움에 직면하면서 21세기 국가 정보 인프라 구축 목표에 부합 되는 새로운 방향으로 수정하였다. 당초 2015 년까지 예정이었던 초고속 정보통신 기반 구축 사업을 2010년까지 앞당겨서 미국, 일본 등의 선진국과 맞추고 수요의 특성과 경제성을 고려 하여 상업지역과 인구 밀접지역에는 광케이블 간선망을 선행 구축하고 간선망으로부터 가입자까 지는 광케이블로 직접 연결하거나 기존 가입자 선로 등을 활용하여 구축하기로 계획을 수정하 였으며 예산도 기존 전화선의 고속화 및 무선 가입자망 등의 다양한 방법으로 구축함으로서 예산을 45조원에서 32조원으로 조정하였다.
  이와 같은 계획으로 2010년에는 1505만 가입자를 직접 광케이블로 연결하고 기존 전화선을 고속 디지털화(xDSL)함으로서 500만 가입 자, N-ISDN망을 통해 450만 가입자, 무선 가입자 110만 가입자, 335만 가입자는 고속 모뎀을 통하여 초보적인 정보서비스를 제공하여 초고속 정보통신망을 구축하게 된다.
 본 과제에서는 정부의 초고속 정보통신망 구축사업계획 중 기존 전화선의 고속 디지털화를 통한 정보통신망 구축에 초점을 두고 기존 통신 업체인 영광정보통신(주)과 산·학·연 컨소 시엄을 통해 고속 정보통신망 구축에 필요한 고속 데이터 서비스장치를 개발하여 산업체의 요구에 부응하고, 또한 산학협동차원에서 본 대학의 학생의 취업과도 연계시키고자 하였다.
 
  ●기술개발 목표
 
  ■기술동향
  기존 전화선인 TP(Twisted Pair)의 사용효 율을 극대화시키는 가입자계 전송기술로서 HDSL(High bit rate Digital Subscriber Line)및 ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)이 개발되고 있다.
  HDSL은 기존 가입자 전화선을 이용하여 보다 고속의 디지털 정보 전송을 가능하게 하는 기술로 DSP, VLSI의 기술이 발달로 가능하게 되었다.
  HDSL은 한쌍 또는 두쌍의 TP를 이용하여 T1(1.544Mbps) 전송속도를 제공하며 기존 T1 선로의 누화 등의 문제로 인하여 일정한 거리마다 리피터를 설치해야 하는 문제점을 해결하고 T1 선로의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 즉기존의 가입자 선로에 중계기없이 3.6km 까지 전송할 수 있는 기술이다.
  HDSL의 기본 특성은 기존에 설치된 가입자 전화선 사용, T1 전송속도의 전이중 전송, 기존 T1보다 향상된 에러율(10exp-7 이하), 90% 이상의 가입자 접속계에서 리피터없이 동작할수 있다는 장점이 있다. ADSL은 임의의 한쪽 방향으로 전송할 정보량이 많고 반대방향으로 데이터 전송률이 적은 비대칭구조에 사용되며 HDSL과 거의 동일한 기술에 바탕을 둔다.
  HDSL과 ADSL에서의 연구개발분야는 전송형식의 표준화 및 타이밍, 등화기 Echo cancellation등의 고속 신호처리소자기술과 타이밍 복원, 가격의 저렴화, 비선형 감쇄에 대한 고속 등화처리기술 등이 있다.
  HDSL과 ADSL은 정부의 초고속 정보통신망 구축 기본 계획 중 초기 단계에서 가입자망의 광대역화를 위한 초기의 대규모 투자없이 기존 가입자 선로의 기능 보완으로 광대역 가입자 수요에 대응할 수 있다는 경제적인 주목을 받고 있다.
 
  ■개발 목표
  기존 가입자 전화선을 이용하여 디지털 단말 기간 원거리 고속 데이터 통신을 할 수 있는 장치(HDSL방식)를 개발하는 것을 최종 목표로 하였으며 전송속도는 T1급(1.544Mbps)으로 최대 전송거리를 5km까지(0.4mm TP에서)의전송특성을 구현하며 시제품의 형식승인 및 인증시험을 거쳐 통신업체에 납품함으로서 회사 발전에 기여함을 목표로 하였다.
기술개발 내용
기존 가입자 선로(0.4mm)에서 데이터 전송 속도를 최대 1536kbps까지 구현하였으며, 기존 가입자 전화선을 이용하여 고속의 데이터 통신을 할 수 있는 장치를 개발하기 위하여 필요한 다음과 같은 회로를 설계하였다.
 즉 광대역 전송장치에서 사용되는 RS-449 커넥터 인터페이스 회로, HDP 컨트롤부 회로, LOGIC컨트롤부 회로, PLL부 회로, 2T1-784 HDSL부 회로, 가입자 접속부 회로 등을 설계 하였으며 완성된 최종 회로를 PCB Art work, PCB 발주 및 제작을 하여 시제품 조립시험 형식승인을 취득하였다. 또한 PCM 단국장치인 P32-T를 제작하여 실제 시스템에서 시험을 행하였으며 충격, 환경 등 외부의 가변적인 조건에 대하여 특성을 유지하도록 하였다.
기술개발 결과
●시스템 개요
 
  고속 데이터 서비스장치(HDP:High Speed DataPort)는 기존의 PCM단국장치인 P32-T용 데이터 포트장치에 실장하여 전 이중방식의 동기식 데이터를 전송할 수 있게 만든 장치로 별도의 설치가 필요없어 데이터 전송회선의 설치비용이 매우 경제적이다.
 본 장치는 HDSL방식을 이용하여 고속의 디지털 데이터 서비스를 제공하기 위하여 정보량에 따라 다 채널을 이용하며 전송이 가능한 데이터속도는 N×56, 64kbps(N=1, 2, 3, …24)의 디지털 데이터 전송속도로 56, 64kbps 단위의 데이터를 56k~1536kbps까지 선택 사용이 가능하다.
  전송방식은 HDSL 2B1Q방식을 사용하였으며 4 선식 전이중방식(또는 2선식 전이중방식)으로 3.9km까지 무중계로 전송이 가능하다. 데이터는 단말에서 단말까지 디지털신호로 전송 되기 때문에 속도와 정보량측면에서 일반 데이터 포트급 장비보다 우수한 성능을 제공한다.
 
  ●시스템 구성 및 설치
 
  HDP시스템 구성도는 <그림 1>과 같으며 HDP는 PCM 단국장치 P32T에 실장되어 운용된다. 즉 <그림 2>와 같이 단국 셀프의 실장도에서 공통부인 PU, AU, TRU 유닛은 그대로 사용하며, 기존의 공통부기능을 수렴하여 한개의 셀프에 최대 10개의 HDP까지 실장할 수 있다.
  <그림 3>은 개발된 HDP의 시제품 모형이다.
  HDP실장시 가입자 단말기의 접속은 마더보드 뒷면에 있는 가입자 회선의 접속단자인 T- R, T1-R1에 접속하며 HDP당 1가입자만 접속할 수 있다.
 
  ●시스템 특성
 
 ① 56k~1536kbps전송속도
 ② 2 Pair전이중방식 또는 1 Pair전이중방식
 ③ 전송거리는 3.9km (26AWG0.4mm, 0noise)
 ④소비전력은 약 5.0W
 ⑤전송속도 선택기능
 ⑥ 채널 선택기능
 ⑦ LoopBack기능
 ⑧ RS449인터페이스기능
 ⑨ TestPatternGenerator기능
 ⑩ HDSL2B1Q방식 사용
 ⑪ 원격 Control기능
 
  ●HDP전면판
 
  HDP의 전면판 LED는 다음과 같다.
 ① SYNC1:HDSL Line Loop1 SYNC상태 표시
 ② SYNC2:HDSL Line Loop2 SYNC상태 표시
 ③ ND:E1 TRk의 NoData
 ④ SD:E1 TRk로 SendData
 ⑤ CD:CarrierDetect
 ⑥ LB:LoopBackTest
 ⑦ TEST:TPG, ERRITEST시 LEDOn
 ⑧ TPG key:장비를 시험할 때 계측기를 사용하지 않고 내장된 Test Pattern을 이용한다.
  S/W를 TEST에 놓고 TPGkey를 1~2초간 누르고 있으면 511 Pattern또는 2047 Pattern이 송출된다.
  Test Pattern 송출을 멈출 경우 S/W를 NORM에 놓는다. 이를 이용하여 각종 LoopBackTest를 수행한다.
 ⑨ RSTkey:TPGTestPattern시험시 에러가 발생 또는 Err Insert시 Err Count을 Clear 시키며 처음부터 다시 Err을 Count한다.
 ⑩ ERRI key:Loop Back Test시 Err Insert key를 누를 때마다 하나씩 증가하며 에러 증가시 세그먼트에 표시된다.
 ⑪ CONF key:System Configuration key로서 1~2초간 지속해서 누르면 St(Start Time Slot), SP(Speed), 56k/64k, HDSL Line이 순서적으로 표시된다. 짧게 CONF key를 누르면 CRLB 및 RDLB의 1~7의 Reg가 표시된다.
 ●St → CH# → SP → N(1-24) →56k/64k→ HDSLCH#
 ⑫ TEST:RS449로 인터페이스(RS449 ↔E1), TEST Pattern 시험시 또는 RS449 커넥 터를 설치 및 유지 보수시 계측기에 접속하여 E1선로를 시험할 때 사용한다.
  ·NORM:M/B측으로 인터페이스(HDSL ↔E1) ·HDSL:RS449로 인터페이스(RS449 ↔HDSL)
 ⑬ CRLB:E1 Line으로 Channel Remote LoopbackTest
  ·CLLB:HDSL Line으로 Channel Local LoopbackTest즉 자국 제어하에서 자국 선로 HDSL뒷단에서 Line으로 신호를 Feedback하여 Loopback Test를 할 수 있다.
 ⑭ LLB:Local Loopback으로 자국 선로의 HDSL접속부의 앞단에서 Loop되어 E1장비로 신호를 Feedback시켜주며 동시에 신호는 대국 장비로 송출된다.
  ·DLB:Digital Local Loopback. 대국장비로 부터 수신된 신호를 자국의 HDSL접속부 앞단에서 Loop시켜 수신된 대국신호를 HDSLLine으로 송출한다.
 ⑮ RDLB:HDSL Line으로 Remote LoopbackTest
 
 ●HDP설치 운용
 
  ■HDPSetting
  ·DIP S/W S3 ALL OFF 설정:CO(모국 장치), N×64k
  ·DIP S/W S3 ALL OFF 설정 : H-TER DTEV.35(원격 제어 파라미터)
  ·DIPS/W S5, DIPS/W S6:채널 선택 및 속도 선택
  ·JP1(2 Wire선택) OFF설정, JP2(원격 제어기능) OFF설정
 
  ■H-TERSetting
  ·별도의 파라미터를 CO인 HDP에서 변경시 H-TER로 자동 원격 전송되어 H-TER를 재Setting시킨다.
  ·HDP와 H-TER은 Power On시 15~40초 후에 HDSLLine정상상태가 된다. HDP와 H- TER의 loop1 또는 loop2 둘 중 하나만 SYNC가 검출되면 HDP에서 H-TER로 원격 제어 데이터가 자동 Road된다. 그러므로 H-TER은 별도의 설정없이도 운용이 가능하다.
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활용실적 및 계획
고속 데이터 서비스장치 개발은 산학협력차 원에서 산업체와 공동으로 연구진을 구성 진행하였으며 상호 보완적 관계를 기본으로 하였다. 이 과정에서 전송속도를 기본 계획인 768kbps에서 통신시장의 급격한 변화에 의하여 1536kbps까지 향상시켰으며 RS-449 인터페이스 회로, HDP컨트롤부 회로, LOGIC컨 트롤부 회로, SUB-CON부 회로 등을 설계하 였으며 전송거리 5km 전송특성을 구현하고자 하였으며 연구개발과정에서 산업체 및 학교간의 기술교육 및 전수가 이루어졌다.
  또한 충격, 환경 등의 외부 가변적인 조건에 대한 특성을 유지하여 형식승인 및 인증시험을 거쳐 통신 관련업체에 납품을 할 수 있게 되었 으며 2010년까지 기존 가입자 선로를 이용하여 500만 가입자를 수용한다는 정부방침에 따르면 본 고속 데이터 서비스장치의 시장 수요는 상당할 것으로 기대된다.
  또한 21세기 정보화시대에 대비하여 초고속 정보통신망을 구축한다는 정부의 시책에 부응 하는 효과도 있으리라 본다.
기대효과
산학연 컨소시엄을 통한 본 과제의 개발은 산학협력회사 발전의 기회를 제공함으로서 긍정 적인 반응이 도출되었으며 막대한 예산이 소요 되는 전광 전송시스템을 기본으로 한 초고속 정보통신망이 구축되기 전까지 본 장비의 이용으로 기본적인 고속 통신망이 구축되며 국가적 차원에서 막대한 예산을 절감하는 효과가 기대되 며, 또한 본 전자통신과의 학생들이 회사 관련 부서에 취업의 기회를 제공하여 현재 관련 부서에서 재직중이며 현장 적응이 제고됨을 기대할 수 있다.

 
TAG :  HDP
 
 
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