2조 UTP를 이용한 500BASE-T의 구현

Abstract

UBcN에서는 한 가입자가 UDTV나 3DTV와 같은 광대역 신호를 동시에 다수의 채널로 수신할 수 있게 하기 위하여 100 Mbps를 초과하는 전송률을 요구하고 있다. 최근에 FTTH를 위한 매체로서 댁내 일부에 광케이블을 사용하기 시작했지만, UTP는 여전히 가장 많이 사용되는 매체이고 UBcN 시대에도 널리 사용될 것이다. UBcN을 위해 광케이블이 포설되지 않은 곳에 UTP를 적용해야 한다면 현재로서는 1000BASE-T나 Vectorized VDSL2를 고려할 수 있다. 그러나 대부분의 가입자 댁내에는 2조 이하의 UTP가 포설되어 있으므로 4조의 UTP를 사용해야 하는 1000BASE-T나 3조의 UTP를 사용하는 Vectorized VDSL2를 적용하기 위해서는 추가적으로 UTP를 증설해야 한다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 본 논문에서는 2조 UTP를 통하여 500 Mbps를 제공하는 500BASE-T 기술을 제안한다. 이 기술의 특징은 현존하는 1000BASE-T의 규격에서 PCS 상부에 속도 정합을 위한 부계층과 PCS 하부에 SERDES 부계층을 추가하여 구현된다. 속도 정합계층은 기존의 GMII와 호환이 되도록 하기 위한 것이다. 그리고 SERDES 부계층을 약간 수정하면 500 Mbps의 2조의 UTP를 250 Mbps의 1조 UTP로 용이하게 변경하여 사용할 수 있다. 이러한 기능들을 FPGA와 아날로그 보드를 이용하여 구현하였으며, 실험을 통하여 속도정합, 심벌벡터 동기, 전송률 등을 검증한다. 특히, 속도정함 부계층에서 enable 제어를 통하여 링크 효율을 증가함을 보여준다. More than 100 Mbps rate is needed in the UBcN for a subscriber to receive broadband traffics with multi-channel like UDTV or 3DTV. Although the optical fiber is recently deployed for the FTTH, the UTP is the most widely used medium and will be used in UBcN age. Network providers may consider the 1000BASE-T or the vectorized VDSL if they adopts the UTP in the place where does not have optical fibers. But UTP should be expanded because 1000BASE-T and vectorized UTP needs 4 and 3 pairs cable, respectively while residential region has not exceeding 2 pair UTP cable. To solve the problem, we propose a 500BASE-T technology using 2 pairs UTP in this paper. The technology introduces a rate adaptation sublayer and a SERDES sublayer above and under the PCS, respectively. The rate adaptation sublayer is compatible for the GMII. Also, if we modify the SERDES sublayer, the technology can easily obtain 250BASE-T with 2 pairs UTP. We implement such functions with FPGA and analog board and verify the function of rate adaptation and symbol vector synchronization, and effective transmission rate by experiments. In particular, we show that link efficiency is increased by enable control in the rate adaptation sublayer.