KR-102959432-B1 - Intelligent network patch panel system with real-time fault detection and automatic port switching function

Abstract

본 발명은 실시간 장애 감지 및 포트 자동 전환 기능을 갖춘 지능형 네트워크 패치패널 시스템에 관한 것으로서, 다수의 포트 및 백업 포트로 구성된 패치패널 본체; 포트 각각의 링크 상태, 속도 및 트래픽을 감지하되, 감지결과 장애가 발생한 경우 장애가 발생한 포트를 백업 포트 중에 어느 하나로 전환시키는 스위치 칩; 및 스위치 칩이 장애가 발생한 포트를 백업 포트로 전환시키는 것을 제어하고, 포트 및 백업 포트의 LED 상태 표시를 제어하는 제어부를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 의하면, 모니터링 중인 포트들 중에 어느 하나에 장애가 발생한 경우, 기 설정된 백업 포트로 스위칭시켜 실시간 포트 상태 모니터링, 장애 자동 감지 및 복구 전환 기능을 제공함으로써, 네트워크의 연속성과 안정성을 확보하고, 관리자의 개입 없이 실시간 장애 대응이 가능한 효과가 있다.

Inventors

• 강일석

Assignees

• 주식회사 캐스트코아

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20250730

Claims (5)

1. 다수의 포트 및 백업 포트로 구성된 패치패널 본체; 상기 포트의 링크 상태, 속도 및 트래픽을 감지하되, 감지결과 장애가 발생한 경우 장애가 발생한 포트를 백업 포트 중에 어느 하나로 전환시키는 스위치 칩; 및 상기 스위치 칩이 장애가 발생한 포트를 백업 포트로 전환시키는 것을 제어하고, 상기 포트 및 백업 포트의 LED 상태 표시를 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 제어부는, 상기 스위치 칩이 특정 포트에 대한 장애를 감지한 경우, 장애가 발생한 포트를 백업 포트로 전환하는 지능형 기능을 통해 상기 스위치 칩을 제어하는 스위칭 제어모듈; 정상 동작시 및 장애 발생시 기설정된 색상의 LED가 점등되도록 상기 포트 및 백업 포트의 LED 상태 표시를 제어하는 LED 제어모듈; 상기 포트 각각의 장애 이력 및 MAC 주소를 기록 및 관리하는 데이터 로깅모듈; 및 웹 기반 GUI 또는 REST API를 통해 상기 포트 및 백업 포트의 상태 조회 및 설정 기능을 제공하는 원격 관리모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 장애 감지 및 포트 자동 전환 기능을 갖춘 지능형 네트워크 패치패널 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 포트 및 백업 포트는, RJ45 이더넷 포트로 구성되는 것을 특징으로 하는 실시간 장애 감지 및 포트 자동 전환 기능을 갖춘 지능형 네트워크 패치패널 시스템.
3. 제1항에 있어서, 상기 스위치 칩은, 상기 포트의 링크 상태, 속도 및 트래픽을 감지하는 감지부; 및 상기 감지부의 감지 결과 장애가 발생한 경우, 상기 제어부의 제어에 따라 장애가 발생한 포트를 백업 포트 중에 어느 하나로 전환시키는 스위칭부를 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 장애 감지 및 포트 자동 전환 기능을 갖춘 지능형 네트워크 패치패널 시스템.
4. 제3항에 있어서, 상기 감지부는, 상기 포트의 링크 상태, 속도 또는 트래픽 중에 어느 하나가 기 설정된 기준범위를 벗어나는 경우, 장애가 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 실시간 장애 감지 및 포트 자동 전환 기능을 갖춘 지능형 네트워크 패치패널 시스템.
5. 삭제

Description

실시간 장애 감지 및 포트 자동 전환 기능을 갖춘 지능형 네트워크 패치패널 시스템{Intelligent network patch panel system with real-time fault detection and automatic port switching function} 본 발명은 실시간 장애 감지 및 포트 자동 전환 기능을 갖춘 지능형 네트워크 패치패널 시스템에 관한 것으로 더욱 상세하게는, 스위치 칩 및 마이크로컨트롤러를 이용하여 각 포트의 장애를 감지하고, 이를 자동으로 회피할 수 있는 기능을 갖춘 지능형 네트워크 패치패널 시스템에 관한 것이다. 컴퓨터의 보급화 및 통신망의 발전에 따라, 대부분의 가정, 사무실, 공장, 실험실 등은 설치된 컴퓨터를 서로 연결하여 네트워크 환경을 구성하는 것이 자연스러운 추세가 되었다. 이러한 네트워크 환경을 효율적으로 구축하고, 유지 및 관리를 용이하게 하기 위해 컴퓨터 등의 엔드 디바이스와 네트워크 허브 사이에 구비되어 신호를 중계하는 패치 패널(patch panel)이 제안되었다. 패치 패널은 네트워크 케이블을 정리하고 관리하기 위한 장치로, 여러 개의 포트를 가지고 있으며, 이 포트들은 스위치 및 라우터 등과 같은 네트워크 장비와 연결된다. 각 포트는 해당 위치의 네트워크 케이블에 연결되어 있어 네트워크 구성을 쉽게 관리하고 재구성할 수 있도록 한다. 종래의 패치패널은 수동적으로 포트를 연결만 할 수 있고, 네트워크 장애 발생 시 물리적인 확인 및 재패칭 작업이 필요하다. 따라서, 네트워크 다운타임, 인적 자원 낭비 등의 문제가 발생한다. 이에 따라 출원인은 포트 장애 발생 시 자동으로 대체 포트로 전환하여 네트워크의 연속성과 안정성을 확보하고, 관리자의 개입 없이 실시간 장애 대응이 가능한 실시간 장애 감지 및 포트 자동 전환 기능을 갖춘 지능형 네트워크 패치패널 시스템을 제안하고자 한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 장애 감지 및 포트 자동 전환 기능을 갖춘 지능형 네트워크 패치패널 시스템을 도시한 구성도. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 장애 감지 및 포트 자동 전환 기능을 갖춘 지능형 네트워크 패치패널 시스템의 패치패널 본체를 도시한 구성도. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 장애 감지 및 포트 자동 전환 기능을 갖춘 지능형 네트워크 패치패널 시스템의 스위치 칩을 도시한 구성도. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 장애 감지 및 포트 자동 전환 기능을 갖춘 지능형 네트워크 패치패널 시스템의 제어부를 도시한 구성도. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 장애 감지 및 포트 자동 전환 기능을 갖춘 지능형 네트워크 패치패널 시스템의 원격 관리부를 도시한 예시도. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 장애 감지 및 포트 자동 전환 기능을 갖춘 지능형 네트워크 패치패널 시스템의 포트 상태 감지 및 전환 흐름을 도시한 순서도. 본 발명의 구체적인 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에 관련된 공지 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 장애 감지 및 포트 자동 전환 기능을 갖춘 지능형 네트워크 패치패널 시스템(S)은, 다수의 포트(110) 및 백업 포트(120)로 구성된 패치패널 본체(100)와, 포트(110) 각각의 링크 상태, 속도 및 트래픽을 감지하되, 감지결과 장애가 발생한 경우 장애가 발생한 포트(110)를 백업 포트(120) 중에 어느 하나로 전환시키는 스위치 칩(200), 및 스위치 칩(200)이 장애가 발생한 포트(110)를 백업 포트(120)로 전환시키는 것을 제어하고, 포트(110) 및 백업 포트(120)의 LED 상태 표시를 제어하는 제어부(300)를 포함하여 구성된다. 이하, 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 장애 감지 및 포트 자동 전환 기능을 갖춘 지능형 네트워크 패치패널 시스템(S)의 패치패널 본체(100)에 대해 살피면 아래와 같다. 패치패널 본체(100)는 다수의 포트(110) 및 다수의 백업 포트(120)로 구성되되, 포트(110)는 24개로 구성되고, 백업 포트(120)는 4개로 구성되어 28개의 포트를 수용하도록 구성된다. 이때, 포트(110) 및 백업 포트(120)는 RJ45 이더넷 포트로 구성된다. 이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 장애 감지 및 포트 자동 전환 기능을 갖춘 지능형 네트워크 패치패널 시스템(S)의 스위치 칩(200)에 대해 살피면 아래와 같다. 스위치 칩(200)은 포트(110) 각각의 링크 상태, 속도 및 트래픽을 감지하는 감지부(210), 및 감지부(210)의 감지 결과 장애가 발생한 경우, 제어부(300)의 제어에 따라 장애가 발생한 포트(110)를 백업 포트(120) 중에 어느 하나로 전환시키는 스위칭부(220)를 포함하여 구성된다. 이때, 감지부(210)는 포트(110)의 링크 상태, 속도 또는 트래픽 중에 어느 하나가 기 설정된 기준범위를 벗어나는 경우, 장애가 발생한 것으로 판단하며, SNMP v2c/v3, MQTT(Message Queuing Telemetry transport) over TLS(Transport Layer Security), 또는 HTTP REST API 중에 어느 하나에 의해 수행할 수 있다. 세부적으로, 감지부(210)는 물리적 감지, 논리적 감지 및 트래픽 감지를 수행하여 각 포트(110)에 대한 장애 발생 여부를 판단하도록 구성된다. 감지부(210)의 물리적 감지는 포트(110)에 포토센서를 삽입하여 감지하도록 구성되고, 논리적 감지는 PHY(Physical Layer) 레벨의 링크 업/다운 감지 및 에러 플래그 판독을 통해 수행하며, 트래픽 감지는 수집되는 CRC(Cyclic Redundancy Check) 에러율, 패킷 손실률 등 트래픽 지표 분석을 통해 수행된다. 감지부(210)의 장애 발생 여부 판단은 아래의 기준을 적용하여 1) 내지 3)의 우선순위 기반으로 포트를 선택하도록 구성된다. 1) 평균 트래픽: 10Mbps 이하 2) CRC 에러율: 0% 3) 지연시간(latency): 2ms 미만 이러한, 감지부(210)의 구성에 의하면, 최적의 대체 포트를 자동으로 판별하여 연결 전환할 수 있다. 아울러, 스위치 칩(200)은 Realtek RTL8367 또는 Broadcom BCM53125 중에 어느 하나로 구성된다. 이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 장애 감지 및 포트 자동 전환 기능을 갖춘 지능형 네트워크 패치패널 시스템(S)의 제어부(300)에 대해 살피면 아래와 같다. 제어부(300)는 스위치 칩(200)이 특정 포트(110)에 대한 장애를 감지한 경우, 장애가 발생한 포트(110)를 백업 포트(120)로 전환하는 지능형 기능을 통해 상기 스위치 칩(200)을 제어하는 스위칭 제어모듈(310), 및 정상 동작시 및 장애 발생시 기설정된 색상의 LED가 점등되도록 포트(110) 및 백업 포트(120)의 LED 상태 표시를 제어하는 LED 제어모듈(320)을 포함하여 구성된다. 세부적으로 스위칭 제어모듈(310)은 스위치 칩(200)의 상태 레지스터를 통해 특정 포트(110)에 대한 장애발생 여부를 인지하고, 기 등록된 포트(110) 및 백업 포트(120)에 대한 테이블을 업데이트하여 장애가 발생한 포트(110)를 백업 포트(120)로 자동 전환하도록 스위치 칩(200)을 제어한다. 또한, LED 제어모듈(320)은 포트(110) 및 백업 포트(120)의 정상 동작시 및 장애 발생시 각기 상이한 LED 상태를 표시하도록 제어한다. 따라서, 어떠한 포트(110)에 장애가 발생했는지 여부를 시각적으로 확인할 수 있다. 아울러, 제어부(300)는 특정 포트(110)에 대한 장애발생 여부를 인지한 경우, MQTT 기반 자동 메시지 전달 기능을 통해 기 설정된 메시지를 관리자 단말기로 전송하는 통신모듈(330)을 더 포함하여 구성된다. 또한, 제어부(300)는 포트(110) 각각의 장애 이력 및 MAC 주소를 기록(선택적 저장장치 사용) 및 관리하는 데이터 로깅모듈(340)을 더 포함하여 구성된다. 그리고, 제어부(300)는 웹 기반 GUI 또는 REST API를 통해 포트(110) 및 백업 포트(120)의 상태 조회 및 설정 기능을 제공하는 원격 관리모듈(350)을 더 포함하여 구성된다. 도 5에 도시된 예와 같이 원격지에서 포트(110) 및 백업 포트(120)의 상태 조회 및 설정이 가능하다. 이하, 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 장애 감지 및 포트 자동 전환 기능을 갖춘 지능형 네트워크 패치패널 시스템(S)의 포트 상태 감지 및 전환에 대해 살피면 아래와 같다. 먼저, 스위치 칩(200)이 포트(110) 각각의 링크 상태, 속도 및 트래픽을 감지한다(S602). 이어서, 스위치 칩(200)이 감지한 값이 기 설정된 기준범위를 벗어나는지 여부를 판단한다(S604). 제S604단계의 판단결과, 기 설정된 기준범위를 벗어나는 경우, 장애가 발생한 것으로 판단하고, 스위치 칩(200)이 제어부(300)의 제어에 따라 장애가 발생한 포트(110)를 대체할 백업 포트(120)를 활성화시킨다(S606). 그리고 제어부(300)가 기 설정된 MQTT 메시지를 설정된 관리자 단말기로 전송한다(S608). 이처럼, 전술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 의하면, 모니터링 중인 포트들 중에 어느 하나에 장애가 발생한 경우, 기 설정된 백업 포트로 스위칭시켜 실시간 포트 상태 모니터링, 장애 자동 감지 및 복구 전환 기능을 제공함으로써, 네트워크의 연속성과 안정성을 확보하고, 관리자의 개입 없이 실시간 장