열차분기시스템의 데이터 송수신장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR SENDING AND RECEIVING DATA OF TRAIN TURNOUT}
도 1은 일반적인 열차분기시스템의 개념을 설명하기 위한 도면 도 2는 일반적인 열차분기시스템의 구성을 나타낸 도면 도 3은 본 발명의 제1실시 예에 따른 열차분기시스템의 데이터 송수신장치의 구성을 나타낸 도면 도 4는 본 발명의 제1실시 예에 따른 열차분기시스템의 데이터 송수신장치의 단일망 DTE 및 DCE간의 신호 연결 관계를 나타낸 도면 도 5는 본 발명의 제2실시 예에 따른 열차분기시스템의 데이터 송수신장치의 구성도를 나타낸 도면 도 6은 상기 도 5의 송수신기의 상세 블록도를 나타낸 도면 도 7은 본 발명의 제2실시 예에 따른 열차분기시스템의 데이터 송수신 방법을 나타내는 흐름도.
본 발명은 열차분기시스템에 관한 것으로, 특히 열차분기시스템의 전자연동장치(Solid Status Interlocking: SSI) 및 선로변제어모듈(Trackside Functional Module: TFM)간의 데이터 통신 에러의 발생을 방지할 수 있는 열차분기시스템의 데이터 송수신장치 및 방법에 관한 것이다. 일반적으로, 고속철도 등의 철도에는 고속철 및 열차의 운행을 제어하기 위해 종합사령시스템, 신호보안 설비 시스템 및 열차분기시스템 등과 같은 다수의 시스템이 철도 상에 설치된다. 이중 열차분기시스템은 열차가 운행 스케줄에 따라 열차간격을 제어하여 충돌을 방지하고, 진행 방향을 제어하며, 제어된 결과를 종합사령시스템 등으로 알려주는 시스템이다. 이러한 열차분기시스템은 통상 두 역 사이에서 하나의 전자연동장치(이하 "SSI"라 한다)와 2개의 선로변제어모듈(이하 "TFM"이라 한다)로 구성되는 2개의 망으로 이루어진다. 이하 도면을 참조하여 일반적인 열차분기시스템의 구성을 설명한다. 도 1은 일반적인 열차분기시스템의 개념을 설명하기 위한 도면이다. 도면에 참조된 부호 1 및 2는 열차분점이고, 10은 SSI로서, 10-1은 제1망에 대한 SSI(이하 "제1SSI'라고 함)이고, 10-2는 제2망에 대한 SSI(이하 "제2SSI"라고 함)이며, 20은 TFM으로서 20-1은 제1망에 대한 TFM(이하 "제1TFM"이라 함)이고, 20-2는 제2망에 대한 TFM이다. 그리고 30은 TFM으로서 30-1은 제1망에 대한 TFM(이하 "제1TFM"이라 함)이고, 30-2는 제2망에 대한 TFM(이하" 제2TFM"이라 함)이다. 상기 TMF(20)은 상기 SSI(10)의 제어를 받아 현장 열차 분기점(1)의 열차 분기기를 제어하고, 제어결과 및 상태를 상기 SSI(10)로 전송하고, 상기 TFM(30)은 상기 SSI(10)의 제어를 받아 현장 열차 분기점(2)의 열차 분기기를 제어하고 제어결과 및 상태를 상기 SSI(10)로 전송한다. 상기 SSI(10)는 상기 TFM(20, 30)을 제어 및 모니터링하여 현장 열차 분기기 제어결과 및 상태를 상기 TFM(20, 30)으로부터 수신받고, 수신받은 정보를 열차제어사령실의 종합사령시스템로 전송한다. 도 2는 일반적인 열차분기시스템의 구성을 나타낸 도면이다. 이하 도 2를 참조하여 구체적인 구성을 설명한다. 일반적인 열차분기시스템은 제1역측에 구성되는 제1SSI(10-1)와 제2SSI(10-2)와 제1TFM(20-1)과 제2TFM(20-2)와 제1역 데이터 송수신기(40)와, 제2역측 또는 제1역 및 제2역 사이 구간에 설치되는 제1TFM(30-1)과 제2TFM(30-1)과 제2역 데이터 송수신기(40)로 구성된다. 상기 제1SSI(10-1) 및 제2SSI(10-2)는 데이터 종단 장치(DTE)로서, 상기 TFM들(20-1, 20-2, 30-1, 30-2)을 제어 및 모니터링하고, 제어결과 및 모니터링 된 상태 정보를 열차제어사령실의 종합사령시스템(도시하지 않음)으로 전송한다. 상기 제1TFM(20-1), 제2TFM(20-2), 제1TFM(30-1) 및 제2TFM(30-2)는 데이터 종단 장치(DTE)이다. 상기 제1TFM(20-1)는 상기 제1SSI(10-1)의 제어를 받아 제1역측에 구성되는 열차 분기점(1)의 열차 분기기를 제어하고, 제어결과 및 상태를 상기 제1SSI(10-1)로 전송한다. 상기 제2TFM(20-2)는 상기 제2SSI(10-2)의 제어를 받 아 제1역측에 구성되는 열차 분기점(1)의 열차 분기기를 제어하고, 제어결과 및 상태를 상기 제2SSI(10-2)로 전송한다. 제1TFM(30-1)은 상기 제1SSI(10-1)의 제어를 받아 제2역측에 구성되는 열차 분기점(2)의 열차 분기기를 제어하고, 제어결과 및 상태를 상기 제1SSI(10-1)로 전송한다. 상기 제2TFM(30-2)는 상기 제2SSI(10-2)의 제어를 받아 열차 분기점(2)의 열차 분기기를 제어하고, 제어결과 및 상태를 상기 제2SSI(10-2)로 전송한다. 제1역 데이터 송수신기(40)는 상기 제1역측에 구성되어 상기 망 각각에 대해 SSI(10)와 TFM(20)간의 데이터 통신을 수행하고, 원거리의 제2역측 또는 제1역과 제2역 사이의 구간에 구성되는 상기 TFM(30)과 데이터 통신을 수행한다. 제2역 데이터 송수신기(50)는 상기 열차분기점(1)으로부터 원거리에 설치되고 상기 제1역 데이터 송수신기(40)를 통해 SSI(10)와 TFM(30)간의 데이터 통신을 수행한다. 상기 제1역 데이터 송수신기(40)와 제2역 데이터 송수신기(50)에는 광(Optical) 데이터 통신을 수행한다. 구체적으로 상기 제1역 데이터 송수신기(40)는 제1망에 대한 제1SSI(10-1) 및 제1TFM(20-1) 각각에 대응하는 제1변환기(41-1, 41-2)와, 제2망에 대한 제2SSI(10-2) 및 제2TFM(20-2) 각각에 대응하는 제2변환기(42-1, 42-2)와, TFM(30-1)과 TFM(30-2) 각각과 데이터 광 통신을 하기 위한 제1광 변환기(45-1)와 제2광 변환기(45-2)와 클럭 소스를 생성하여 출력하는 클럭 소스 발생기(46)로 구성되는 다중화기(44)와, 상기 제1변환기(41-1)와 제1변환기(41-2)와 제1광변환기(45-1)간에 송수신되는 데이터를 인터페이스 하는 제1분배기(43-1)와, 상기 제2변환기(42-1)와 제2변환기(42-2)와 제2광 변환기(45-2)간에 송수신되는 데이터를 인터페이스 하기 위한 제2분배기(43-2)와, 상기 클럭 소스를 입력받아 상기 제1변환기(41-1, 41-2) 및 제2변환기(42-1, 42-2)에서 데이터 송수신에 필요한 클럭을 생성하여 출력하는 클럭 분배기(47)로 구성된다. 상기 제1변환기(41-1, 41-2)는 데이터 회선 종단 장치(DCE)로서, 상기 클럭 분배기(47)로부터 입력하는 클럭에 의해 데이터를 송수신하며, 제1SSI(10-1)로부터 입력되는 G.703 프로토콜에 따른 데이터를 V.35 프로토콜에 따른 데이터로 변환하여 제1분배기(43-1)로 출력하고, 제1분배기(43-1)로부터 입력하는 V.35프로토콜에 따른 데이터를 G.703 프로토콜에 따른 데이터로 변환하여 제1SSI(10-1)로 출력한다. 상기 제2변환기(42-1, 42-2)는 데이터 회선 종단 장치(DCE)로서, 상기 클럭 분배기(47)로부터 입력하는 클럭에 의해 데이터를 송수신하며, 제2SSI(10-2)로부터 입력되는 G.703 프로토콜에 따른 데이터를 V.35 프로토콜에 따른 데이터로 변환하여 제2분배기(43-2)로 출력하고, 제2분배기(43-2)로부터 입력하는 V.35프로토콜에 따른 데이터를 G.703 프로토콜에 따른 데이터로 변환하여 제2SSI(10-2)로 출력한다. 상기 제1변환기(41-1, 41-2) 및 제2변환기(42-1, 42-2)는 종속 모드(subordinate) 모드로만 동작하고, 컨트롤 모드로는 동작하지 못한다. 상기 종속 모드 모드는 클럭 제공 기능을 가지지 못하는 모드이고, 상기 컨트롤 모드는 클럭 제공 기능을 구비하는 모드를 의미한다. 즉, 상기 제1변환기(41-1, 41-2)는 G.703에서 규정되어 있는 Contradirection mode(주/종속 클럭 공급방법)로는 동작할 수 없다. 따라서, 상기 도 2에서 보이는 바와 같이 상기 제1변환기(41-1, 41-2)는 Centralized mode(외부 클럭 공급방법)로 동작한다. 상기 도2에서 다중화기(44)는 제1 광 변환기(45-1) 및 제2 광 변환기(45-2) 및 클럭 소스 발생기(46)만을 포함하는 구성을 도시하였으나 그 외도 다수의 카드들을 삽입할 수 있는 슬롯들을 구비하고, 상기 슬로들에 카드가 삽입 여부를 검사한다. 또한, 상기 다중화기(44)의 제1 광 변환기(45-1) 및 제2 광 변환기(45-2)는 SSI(10) 및 TFM(20, 30)로 송수신되는 데이터만을 처리하는 것이 아니라 다른 시스템(ATC)간 송수신할 데이터도 입력받는다. 제2역 데이터 송수신기(50)는 제2변환기(53-1, 53-2)와 클럭 소스 발생기(55)로 구성되는 다중화기(52)와 제1변환기(51-1, 51-2)와 클럭 분배기(57)로 구성된다. 상기 제1변환기(51-1, 51-2)는 종속 모드 모드로만 동작하므로 클럭 분배기(57)로부터 클럭을 입력받아 제2변환기(53-1, 53-2)로부터 입력하는 V.35 프로토콜에 따른 데이터 및 제2선로변 제어 모듈(30-1, 30-2)로부터 입력하는 G.703 프로토콜에 따른 데이터를 상호 변환하여 송수신한다. 상술한 바와 같이 종래 열차분기시스템의 데이터 송수신장치는 상기 제1변환기(41-1, 41-2, 42-1, 42-2, 51-1, 51-2)가 종속 모드 모드(subordinate Mode)로만 동작하고 제어모드(Control Mode)로는 동작하지 못하는 문제점이 있었다. 또한, 종래 열차분기시스템의 데이터 송수신장치는 상기 제1변환기들이 제어모드로 동작하지 못하므로, SSI와 연결되는 주 데이터 송수신기와 원거리에 떨어져 있는 데이터 송수신기간 동기를 맞추기 위해 각각의 클럭 분배기를 사용하여야 하므로 별도의 클럭 소스 발생기 및 클럭 분배기를 사용하여야 하는 문제점이 있었다. 또한, 두 개의 클럭 분배기를 사용하므로 종래 데이터 송수신장치는 두 클럭 분배기에 발생되는 클럭에 오차가 발생하고, 상기 클럭 오차가 특정 오차 범위를 벗어나는 경우 데이터 송수신 에러가 발생하는 문제점이 있었다. 또한, 종래 열차분기시스템의 데이터 송수신장치의 다중화기는 열차분기시스템의 데이터뿐만 아니라 다른 시스템(ATC)간의 데이터도 송수신하고, 상기 다중화기는 슬롯들에 카드가 삽입되어 있는지를 검사하고, 데이터 송수신 상태를 검사하므로 데이터 전송 속도가 지체되는 문제점이 있었다. 또한, 종래 열차분기시스템의 데이터 송수신장치의 각 구성들에 대한 에러를 검사할 수 없어 외부에 별도의 에러 검사 장치를 구비하여야 하며, 별도의 에러 검사 장치의 설치로 인한 비용이 증가하며, 에러 검사 장치가 구비된다 하더라도 내부의 개별 구성들의 상태는 알 수 없는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 열차분기시스템의 전자연동장치(Solid Status Interlocking: SSI) 및 선로변제어모듈(Trackside Functional Module: TFM)간의 데 이터 통신 에러의 발생을 방지할 수 있는 열차분기시스템의 데이터 송수신장치 및 방법을 제공함에 있다. 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는; 전자연동장치와 선로변제어모듈들을 구비하는 열차분기시스템의 데이터 송수신장치에 있어서, 종속모드와 제어모드로 동작하고, 상기 전자연동장치 또는 선로변제어모듈로부터 입력되는 데이터를 직렬데이터로 변환하여 송수신 클럭과 함께 출력하고, 외부 송수신 클럭(ETC)을 입력받아 소정의 직렬데이터를 수신하여 상기 전자연동장치 또는 선로변제어모듈로 출력하는 변환기들과, 상기 송수신 클럭에 의해 변환기로부터 출력되는 상기 직렬데이터를 수신하여 방송(Broadcast)하고, 소정의 수신 직렬데이터를 상기 외부 송수신 클럭과 함께상기 변환기로 출력하는 분배기와, 소정의 직렬데이터와 송수신 클럭을 입력받고 상기 송수신 클럭과 상기 직렬데이터를 광신호로 변환하여 전송하는 광변환기와, 상기 분배기로부터 입력되는 상기 송수신 클럭 및 직렬데이터를 입력받아 상기 광변환기 및 TFM과 연결되는 변환기로 출력하고, 상기 TFM과 연결되는 변환기 또는 광변환기로부터 직렬데이터 입력 시 외부 송신 클럭과 함께 상기 직렬 데이터를 분배기로 출력하는 인터페이스부로 이루어지는 제1역 데이터 송수신기와; 상기 제1역 데이터 송수신기로부터 광신호를 입력받고, 상기 광신호를 송수신 클럭과 직렬데이터로 변환하여 출력하고, 입력하는 송수신 클럭과 직렬데이터를 광신호로 변환하여 상기 제1역 데이터 송수신기의 광변환기로 출력하는 광변환기와, 종속모드와 제어모드로 동작하고, 상기 광변환기로부터 송수신 클럭과 직렬데이터를 입력받아 선로변제어모듈이 처리할 수 있는 프로토콜로 변환하여 상기, 선로변제어모 듈로 출력하고, 상기 선로변제어모듈로부터 입력되는 데이터를 직렬데이터로 변환하여 송수신 클럭과 함께 상기 광변환기로 출력하는 변환기로 이루어지는 제1역 데이터 송수신기;로 이루어짐을 특징으로 한다. 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 장치는; 전자연동장치와 선로변제어모듈들을 구비하는 열차분기시스템의 데이터 송수신장치에 있어서, 상기 전자연동장치 또는 선로변제어모듈과 연결되고, 송수신되는 직렬데이터의 데이터 전송 에러 및 상기 직렬데이터를 송신하는 내부 구성들의 상태를 검사하고, 검사결과를 이더넷망으로 출력하는 다수의 송수신기와, 입력되는 이더넷 프로토콜에 따른 데이터를 광신호로 변환하여 출력하고, 입력되는 광신호를 상기 이더넷 프로토콜에 따른 데이터로 변환하여 출력하는 제1광변환기로 구성되는 제1역 데이터 송수신기와; 입력되는 상기 이더넷 프로토콜에 따른 데이터를 광신호로 변환하여 상기 제1광변환기로 출력하고, 상기 제1광변환기로부터 입력되는 광신호를 이더넷 프로토콜에 따른 데이터로 변환하여 출력하는 제2광변환기와, 선로변제어모듈과 연결되고, 송수신되는 직렬데이터의 데이터 전송 에러 및 상기 직렬데이터를 송신하는 내부 구성들의 상태를 검사하고, 검사결과를 상기 제2광변환기 및 제1광변환기를 통해 이더넷망으로 출력하는 다수의 상기 송수신기로 구성되는 제2역 데이터 송수신기;로 이루어짐을 특징으로 한다. 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은; 전자연동장치들과; 선로변제어모듈들과; 변환부와 분배부와 인터페이스부와 제2직렬통신부와 광변환부와 이더넷 통신부와 제어부를 구비하는 다수의 송수신기 및 제1광변환기와 제어부로 이 루어지는 제1역 데이터 송수신기와; 제2광변환기와 변환부와 인터네시브부와 제2직렬통신부와 광변환부와 이더넷 통신부를 구비하는 다수의 송수신기를 구비하는 제2역 데이터 송수신기;를 구비하는 열차분기시스템의 데이터 송수신방법에 있어서, 상기 제어부가, 상기 송수신기의 내부 구성들로부터 검사 데이터가 입력하는지를 검사하는 과정과, 상기 검사 데이터가 입력하면 입력 데이터를 분석하여 상기 입력 데이터를 송신한 구성의 식별자를 저장하는 과정과, 상기 입력 데이터의 포맷이 해당 구성의 프로토콜에 따른 포맷의 비트수를 가지는지를 검사하는 과정과, 상기 입력 데이터의 포맷 비트 수가 상기 프로토콜에 따른 포맷의 비트수와 일치하지 않으면 경고 알림 메시지를 상기 이더넷 통신부를 통해 출력하고, 일치하면 상기 입력데이터의 데이터 프레임과 리던던시 프레임을 비교하여 일치하는지를 검사하는 과정과, 상기 데이터 프레임과 리던던시 프레임이 일치하지 않으면 경고 알림 메시지를 생성하여 상기 이더넷 통신부를 통해 출력하고, 일치하면 데이터 프레임의 필드별 종합 검사하여 정상인지를 판단하는 과정과, 상기 판단결과, 정상이 아니면 해당 필드에 대한 정보를 가지는 경고 알림 메시지를 생성하여 상기 이더넷 통신부를 통해 출력하고, 일치하면 상기 입력 데이터를 출력한 구성을 제어하여 검사된 데이터를 출력시키는 과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.
본 발명에서는 열차분기시스템의 데이터 송수신 시 데이터 에러를 방지하기 위해 G.703 64K Contradirection Interface 프로토콜에 규정된 클럭에 의해 동작할 수 있는 데이터 송수신 장치를 제안한다. 본 발명에서는 데이터 송수신 장치의 각 구성들에서의 데이터 송수신 에러 및 기기 상태 등을 검사하여 관리자측으로 알려줄 수 있는 방안을 제시한다. 또한, 본 발명에서는 하나의 내부 또는 외부 클럭 소스로 열차분기시스템의 데이터 송수신장치 전체의 클럭으로 사용할 수 있는 방안을 제시한다. 또한, 본 발명에서는 데이터 전송 속도를 향상시킬 수 있는 방안을 제시한다. 이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 벗어나지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다. 도 3은 본 발명의 제1실시 예에 따른 열차분기시스템의 데이터 송수신장치의 구성을 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 제1실시 예에 따른 열차분기시스템의 데이터 송수신장치의 단일망 DTE 및 DCE간의 신호 연결 관계를 나타낸 도면이다. 이다. 이하 도 3 및 도 4를 참조하여 설명함에 있어서 제1망(C1) 및 제2망(C2)망은 동일한 구성 및 동작을 하므로 하나의 망에 대해서만 설명함을 유의하여야 한다. 본원 발명에 따른 데이터 송수신장치는 제1역 데이터 송수신기(100)와 제2역 데이터 송수신기(200)로 구성된다. 상기 제1역 데이터 송수신기(100)는 변환기(110)와 분배기(130)와 인터페이스부(140)와 광변환기(150)로 구성된다. 상기 변환기(110)는 SSI(10) 및 TFM(20)으로부터 입력하는 G.703 64K Contradirectional Interface 프로토콜에 따른 데이터를 RS232C 프로토콜에 따른 직렬데이터로 변환하고, 내부 또는 외부(외부 클럭은 도시하지 않음)에서 생성된 클럭에 의해 데이터를 송수신한다. 또한, 상기 변환기(110)는 종속 모드(Subordinate Mode)와 제어 모드(Control Mode)를 모드 제공하며, 상기 생성된 클럭을 다른 구성들로 제공한다. 즉, 클럭은 상기 변환기(110)가 상기 종속 모드와 제어 모드가 모두 가능하기 때문에 하나의 망 전체의 클럭으로 사용될 수 있다. 상기 분배기(130)는 상기 변환기(110-1)로부터 입력하는 직렬데이터를 인터페이스부(140)를 통해 변환기(110-2) 및 광 변환기(14)로 방송(Broadcasting)하고, 상기 제1변환기(110-2) 또는 인터페이스부(140)로부터 제어신호를 입력받고, 상기 제어신호에 따라 상기 제1변환기(110-2) 또는 인터페이스부(140)로부터 입력하는 직렬데이터를 선택적으로 입력받아 상기 변환기(110-1)로 출력한다. 상기 인터페이스부(140)는 입출력 포트가 모두 DTE 포트이고, 도 4에서와 같이 상기 분배기(130)와 광변환기(150)가 모두 DCE 장치이므로 DCE 장치간 발생할 수 있는 데이터 송수신 제어를 원활하게 하기 위한 직렬데이터 인터페이스 장치이다. 상기 인터페이스부(140)는 TC(Transmit Clock) 포트 및 RC(Receive Clock) 포트 및 ETC(External Transmission Clock) 포트를 구비하므로써 마스터인 분배기(130)로부터 수신된 데이터와 광변환기(150) 또는 변환기(120-2)로부터 수신되는 데이터의 모든 동기에 맞게 전송 제어를 한다. 따라서 도 4에서 보이는 바와 같이 각 DCE, 즉 분배기(130), 변환기(110-1) 및 변환기(120) 및 변환기(210)의 포트에는 클럭을 제공할 수 있는 TC(Transmit Clock)포트 및 RC(Receive Clock) 포트들을 구비한다. 광변환기(150)는 상기 인터페이스부(140)로부터 입력하는 직렬데이터를 광 신호로 변환하여 출력하고, 상기 제2역 데이터 송수신기(200)로부터 입력하는 광신호를 직렬데이터로 변환하여 상기 인터페이스부(140)로 출력한다. 제2역 데이터 송수신기(200)는 SSI(10)로부터 원거리에 설치되는 장치로서, 변환기(210)와 광변환기(220)로 구성된다. 상기 제역 데이터 송수신기는 SSI(10)와 직접적으로 연결되지 않으므로 분배기 및 인터페이스부를 필요로 하지 않는다. 상기 변환기(210)와 광변환기(220)는 상기 제1역 데이터 송수신기(100)의 변환기(110) 및 광변환기(150)와 동일한 동작을 수행한다. 도 5는 본 발명의 제2실시 예에 따른 열차분기시스템의 데이터 송수신장치의 구성도를 나타낸 도면이다. 이하 도 5를 참조하여 본 발명의 제2실시 예에 따른 열차분기시스템의 데이터 송수신장치의 구성 및 동작을 설명한다. 본 발명의 제2실시 예에서는 각 구성들, 변환기(110), 변환기(120), 변환기(210) 및 분배기(130), 인터페이스부(140) 및 광변환기(150) 및 광변환기(220)를 온-보드(On-Board)로 구성하고, 상기 각 구성들의 데이터 송수신 에러 및 기기 상태를 검사하여 이상 유무를 이더넷 망을 통해 관리자에게 알려주는 것이다. 도면을 참조하면, 본 발명의 제2실시 예에 따른 데이터 송수신장치는 제1역 데이터 송수신기(410)와 제2역 데이터 송수신기(530)로 구성된다. 상기 제1역 데이터 송수신기(410)는 제1SSI(10-1)과 제2역 데이터 송수신 기(530)와 사이에 연결되어 데이터를 송수신하고 후술할 도 6의 각 구성들간에 송수신되는 데이터의 에러 유무 및 각 구성들의 상태를 검사하고, 이더넷망(550)과 연결되어 상기 검사결과를 네트워크 감시 제어 시스템의 관리자에게 알려주는 제1주 송수신기(300-1), 제2SSI(10-2)와 제2역 데이터 송수신기(530)와의 사이에 연결되어 데이터를 송수신하고, 후술할 도 6의 각 구성들간에 송수신되는 데이터의 에러 유무 및 각 구성들의 상태를 검사하고, 이더넷망(550)과 연결되어 상기 검사결과를 네트워크 감시 제어 시스템의 관리자에게 알려주는 제2주 송수신기(300-2), 제1TFM(20-1)과 제1주 송수신기(300-1)와의 사이에 연결되어 데이터를 송수신하고, 후술할 도 6의 각 구성들간에 송수신되는 데이터의 에러 유무 및 각 구성들의 상태를 검사하고, 이더넷망(550)과 연결되어 상기 검사결과를 네트워크 감시 제어 시스템의 관리자에게 알려주는 제1부 송수신기(400-1) 및 제2TFM(20-2)와 제2주 송수신기(300-2) 사이에 연결되어 데이터를 송수신하고, 후술할 도 6의 각 구성들간에 송수신되는 데이터의 에러 유무 및 각 구성들의 상태를 검사하고, 이더넷망(550)과 연결되어 상기 검사결과를 네트워크 감시 제어 시스템의 관리자에게 알려주는 제2부 송수신기(400-2)와 상기 제2역 데이터 송수신기(530)로부터 입력하는 광신호를 이더넷 프로토콜에 따른 데이터로 변환하여 상기 이더넷망(550)을 통해 네트워크 감시 제어 시스템으로 출력하는 광변환기(410)로 구성된다. 상기 제2역 데이터 송수신기(530)는 광변환기(510)와, 제1TFM(30-1)과 상기 광변환기(510) 사이에 연결되어 데이터를 송수신하고, 후술할 도 6의 각 구성들간에 송수신되는 데이터의 에러 유무 및 각 구성들의 상태를 검사하고, 상기 광변환 기(510)와 제1역 데이터 송수신기(410)의 광변환기(410)와 이더넷망(550)을 통해 상기 검사결과를 네트워크 감시제어 시스템의 관리자에게 알려주는 제1부 송수신기(500-1)와 제2TFM(30-2)과 광변환기(510) 사이에 연결되어 데이터를 송수신하고, 후술할 도 6의 각 구성들간에 송수신되는 데이터의 에러 유무 및 각 구성들의 상태를 검사하고, 상기 광변환기(510)와 제1역 데이터 송수신기(410)의 광변환기(410)와 이더넷망(550)을 통해 상기 검사결과를 네트워크 감시 제어 시스템의 관리자에게 알려주는 제2부 송수신기(500-2)로 구성된다. 도 6은 상기 도 5의 송수신기의 상세 블록도를 나타낸 도면이다.상기 제1주 송수신기(300-1), 제2주 송수신기(300-2), 제1부 송수신기(400-1) 및 제2부 송수신기(400-2)는 동일한 구성 및 동작을 하므로 하기에서는 하나의 구성에 대해서만 설명한다. 도 6의 설명에 앞서 본 발명에서 적용되는 데이터의 프레임 구조를 간단하게 설명한다. 본 발명에 따른 데이터는 146비트이며, 12비트의 프리엠블(Preamble)과 73비트의 데이터 프레임과 73비트의 리던던시 프레임으로 구성된다. 상기 데이터 프레임은 스타트 필드와 동기화 필드와 데이터 송신 식별자 필드와 Data 필드와 에러 체크 필드로 구성된다. 상기 리던던시 프레임은 상기 데이터 프레임의 역순으로 구성되어 수신단에서 에러 검출에 이용된다. 송수신기는 제어부(310)와 저장부(320)와 변환부(330)와 분배부(340)와 인터페이스부(350)와 제2직렬통신부(360)와 광변환부(370)와 이더넷 통신부(380)와 제1직렬 통신부(390)로 구성된다. 상기 제어부(310)는 본 발명에 따른 송수신기의 전반적인 동작을 제어한다. 특히, 상기 제어부(310)는 상기 변환부(330), 분배부(340), 인터페이스부(350) 및 제2직렬 통신부(370)를 통해 송수신되는 데이터의 에러 유무 및 각 구성들의 상태를 검사하고, 검사 결과를 이더넷 통신부(380)로 출력한다. 저장부(320)는 본 발명에 따른 송수신기의 동작을 제어하기 위한 제어프로그램을 저장하는 영역과, 상기 제어프로그램 수행중에 발생하는 데이터를 일시 저장하는 영역과, 상기 각 구성들에서의 데이터 전송 프로토콜을 정의하고 있는 영역으로 구성된다. 상기 변환부(330)는 SSI(10) 또는 TFM(20) 또는 TFM(30)으로부터 입력되는 G.703 64K Contradirectional Interface 프로토콜에 따른 데이터를 RS232C 프로토콜에 따른 데이터로 변환하여 버퍼링하고, 상기 RS232C 프로토콜에 따른 데이터를 제어부(310)에서 인식할 수 있는 내부 버스 프로토콜에 따른 데이터(이하 "검사 데이터"라 함)로 변환하여 상기 제어부(310)로 출력한다. 또한, 상기 변환부(330)는 상기 변환되어 버퍼링된 데이터를 상기 제어부(310)의 제어를 받아 분배부(340)로 출력한다. 또한, 상기 변환부(330)는 분배부(340)로부터 입력하는 RS232C 프로토콜에 따른 데이터를 G.703 64K Contradirectional Interface 프로토콜에 따른 데이터로 변환하여 버퍼링하고, 상기 버퍼링된 데이터를 검사 데이터로 변환하여 상기 제어부(310)로 출력한다. 또한, 상기 변환부(330)는 상기 버퍼링된 데이터를 상기 제어부(310)의 제어를 받아 SSI(10), TFM(20) 또는 TFM(30)으로 출력한다. 분배부(340)는 상기 변환부(330)로부터 입력하는 데이터를 방송할 TFM(20) 및 TFM(30) 수만큼 복사하여 버퍼링하고, 상기 버퍼링된 데이터들을 검사 데이터로 변환하여 상기 제어부(310)로 출력하고, 상기 제어부(310)의 제어를 받아 상기 버퍼링된 데이터들을 인터페이스부(350)로 출력한다. 또한, 상기 분배부(340)는 상기 인터페이스부(350)로부터 입력하는 데이터를 버퍼링하고, 제어부(310)가 인식할 수 있는 데이터로 변환하여 상기 제어부(310)로 출력하고, 상기 제어부(310)의 제어를 받아 상기 버퍼링된 데이터를 변환부(330)로 출력한다. 인터페이스부(350)는 상기 분배부(340)로부터 입력하는 데이터들을 버퍼링하고, 버퍼링된 데이터를 제어부(310)로 출력하고, 상기 제어부(310)의 제어를 받아 상기 버퍼링된 데이터들 각각을 제2직렬통신부(360) 및 광변환부(370)로 출력한다. 또한, 상기 제2직렬 통신부(360) 또는 광변환부(370)로부터 입력하는 데이터를 버퍼링하고, 상기 버퍼링된 데이터를 상기 제어부(310)로 출력하고, 상기 제어부(310)의 제어를 받아 상기 버퍼링된 데이터를 분배부(340)로 출력한다. 제2직렬통신부(360)는 상기 인터페이스부(350)로부터 입력하는 데이터를 버퍼링하고, 상기 버퍼링된 데이터를 상기 검사 데이터로 변환하여 상기 제어부(310)로 출력하며, 상기 제어부(310)의 제어를 받아 동일 열차 분기점에 위치하는 TFM의 부 송수신기와 직렬데이터 통신을 수행한다. 또한, 상기 제2직렬통신부(360)는 동일 열차 분기점에 위치하는 TFM의 부 송수신기로부터 직렬데이터 통신을 통해 데이터를 입력받아 버퍼링하고, 버퍼링된 데이터를 상기 제어부(310)로 출력하고, 상기 제어부(310)의 제어를 받아 상기 버퍼링된 데이터를 상기 인터페이스부(350)로 출력한다. 광변환기(370)는 상기 인터페이스부(350)로부터 입력하는 데이터를 입력받아 버퍼링하고, 버퍼링된 데이터를 상기 제어부(310)에서 인식할 수 있는 데이터로 변환하여 출력하고, 상기 제어부(310)의 제어를 받아 상기 버퍼링된 데이터를 광신호로 변환하여 원거리의 열차 분기점에 있는 부 송수신기로 전송한다. 또한, 상기 광변환기(370)는 상기 원거리의 열차 분기점에 있는 부 송수신기로부터 광신호를 수신하고, 상기 광신호를 직렬데이터로 변환하여 버퍼링하고, 상기 버퍼링된 직렬데이터를 상기 제어부(310)에서 인식할 수 있는 데이터로 변환하여 상기 제어부(310)로 출력하고, 상기 제어부(310)의 제어를 받아 상기 버퍼링된 데이터를 상기 인터페이스부(350)로 출력한다. 상기 제어부(310)는 상기 각 구성들로부터 입력하는 데이터와 미리 정의되어 있는 프로토콜 상의 데이터와 비교하여 데이터 전송 에러를 판단하고, 상기 데이터를 구성하는 프레임과 리던던시 프레임(상기 프레임의 데이터와 역순으로 구성되는 데이터로 구성됨)을 상호 비교하여 일치하는 지를 검사하여 데이터의 전송에러 여부를 판단하며, 상기 프레임 내의 상태 비트를 검사하여 상기 데이터를 전송한 구성의 기기상태를 검사한다. 상기 제어부(310)는 상기 검사결과에 따른 알람 메시지를 구성하고, 구성된 메시지를 상기 이더넷 통신부(380)로 출력한다. 상기 이더넷 통신부(380)는 상기 도 5의 이더넷망(550) 또는 광변환기(510)과 광변환기(410)을 통해 이더넷망(550)과 연결되어 상기 제어부(310)로부터 입력하는 알람 메시지를 이더넷망(550)을 통해 네트워크 감시제어시스템의 관리자에게 통보한다. 제1직렬통신부(390)는 외부 장치, 즉 컴퓨터 등의 외부장치와 연결되어 제어부(310)의 각종 설정을 하기 위해 외부장치와 직렬 데이터 통신을 수행한다. 도 7은 본 발명의 제2실시 예에 따른 열차분기시스템의 데이터 송수신 방법을 나타내는 흐름도.이다. 이하 도 6 및 도 7을 참조하여 설명한다. 우선, 제어부(310)는 711단계에서 상기 변환부(330), 분배부(340), 인터페이스부(350), 제2직렬통신부(360) 또는 광변환부(370)로부터 검사 데이터가 입력하는 검사한다. 상기 검사 데이터에는 상기 데이터를 송신한 구성과 데이터를 수신할 구성에 대한 정보를 포함한다. 상기 데이터가 입력하면 제어부(310)는 713단계로 진행하여 상기 입력 데이터를 분석하고, 715단계에서 상기 데이터로부터 상기 데이터를 송신한 구성의 식별정보를 검출하여 저장한다. 상기 715단계 후 상기 제어부(310)는 717단계로 진행하여 상기 입력한 데이터가 프로토콜에 따른 포맷의 비트수를 가지는지 검사한다. 예를 들어, G.703 64K Contradirectional Interface 프로토콜에 따른 데이터의 비트수가 146비트라면, 상기 제어부(310)는 상기 입력한 데이터의 비트수가 146비트인지를 검사하는 것이다. 상기 검사결과 상기 입력된 데이터가 프로토콜에 정의된 비트수가 아니면 727단계로 진행하여 경고 알림 메시지를 생성하여 이더넷 통신부(380)를 통해 이더넷망(550)으로 전송한다. 상기 경고 알림 메시지는 상기 이더넷망(550)을 통해 네트워크 감시 제어 시스템으로 입력한다. 상기 네트워크 감시 제어 시스템은 네트워크 관리 시스템(NMS)으로 상기 경고 알림 메시지를 디스플레이 하여 관리자에게 디 스플레이 한다. 반면, 상기 717단계에서 정상이면 제어부(310)는 719단계로 진행하여 상기 검사 데이터의 데이터 프레임과 리던던시 프레임이 일치하는지를 검사한다. 상기 719단계에서 데이터 프레임과 리던던시 프레임이 일치하지 않으면 제어부(310)는 상술한 727단계로 진행하고, 일치하면 721단계로 진행한다. 727단계로 진행한 제어부(310)는 상술한 과정과 동일한 과정을 수행한다. 그러나 생성되는 경고 알림 메시지의 내용을 다르다. 반면 721단계로 진행한 제어부(310)는 상기 프레임의 각 필드들을 미리 정의되어 있는 필드값들과 비교하여 검사한다. 특히 상기 프레임 내의 상기 데이터를 송신한 구성의 상태필드의 상태값과 미리 정의되어 있는 상태값들을 비교하여 검사한다. 상기 비교후 제어부(310)는 727단계에서 상기 검사 결과가 정상인지를 판단하고, 정상이 아니면 727단계로 진행하여 정상인 아닌 부분에 대한 경고 알림 메시지를 생성하여 이더넷 통신부(380)로 출력한다. 반면, 정상이면 제어부(310)는 725단계로 진행하여 각 구성의 상태가 정상임을 알리기 위한 정상 알림 메시지를 생성하여 이더넷 통신부(380)로 출력한다. 상기 정상 알림 메시지 출력 후 상기 제어부(310)는 상기 데이터가 입력한 구성을 제어하여 버퍼링된 데이터를 출력시킨다. 상기와 같은 데이터 에러 유무 및 기기 상태 검사는 일정 주기로 검사하도록 설정할 수도 있으며, 이더넷망에 연결된 네트워크 감시제어시스템을 통해 관리자에 의해 이루어질 수도 있을 것이다. 한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상술한 바와 같은 본 발명의 데이터 송수신장치는 상기 변환기가 종속 모드(Subor야nate Mode)로와 제어모드(Control Mode) 모두에서 동작할 수 있는 이점을 가진다. 또한, 본 발명의 데이터 송수신장치는 종속 모드와 제어 모드 모두로 동작할 수 있으므로 SSI에 인접한 제1역 데이터 송수신기에만 내부 또는 외부 클럭을 구비하여 제1역 데이터 송수신기 및 제2역 데이터 송수신기 모두의 동기를 맞출 수 있으므로 제1역 데이터 송수신기 및 제2역 데이터 송수신기 각각에 클럭을 구비할 때와 같은 클럭의 오차로 인한 데이터 송수신 에러를 발생하지 않는 이점을 가진다. 또한, 두 개의 클럭 분배기를 사용하므로 종래 데이터 송수신장치는 두 클럭 분배기에 발생되는 클럭에 오차가 발생하고, 상기 클럭 오차가 특정 오차 범위를 벗어나는 경우 데이터 송수신 에러가 발생하는 문제점이 있었다. 또한, 본 발명은 열차분기시스템에 대해서만 광변환기를 사용하므로 종래 열 차분기시스템의 데이터 송수신장치보다 더 빠른 데이터 전송속도로 데이터를 전송할 수 있는 효과를 가진다. 또한, 본 발명은 상술한 데이터 송수신장치를 온-보드로 구성하여 에러 검사를 수행하므로써 외부에 별도의 에러 검사 장치를 구비하지 않아도 되므로 별도의 에러 검사 장치의 설치로 인한 비용을 절감할 수 있는 이점을 가지며, 내부의 개별 구성들의 상태까지 알 수 있는 이점을 가진다. |
