KR100472951B1 - 광 버스트 스위칭망을 위한 광 버스트 조립 시뮬레이팅 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 일정량의 IP 트래픽을 일정시간 동안에 최적의 크기를 갖는 하나의 버스트로 조립하여 고속으로 광 전송망을 통과시킴으로써 서비스 속도 및 품질을 향상시키는 광 버스트 스위칭망을 위한 광버스트 조립 시뮬레이팅 장치에 관한 것이다.

본 발명은, 입력단 및 출력단에 각각 역다중화기 및 다중화기를 갖는 광버스트 스위칭 망을 위한 광버스트 조립 시뮬레이팅 장치에 있어서, 파장역다중화기에 의해 파장별로 역다중화된 입력 광프레임을 광/전 변환하는 광/전변환수단; 상기 변환된 광프레임을 데이터로 복원하여 다수의 개별 패킷으로 분리하고 상기 다수의 개별 패킷에서 패킷 데이터와 MPLS 레이블을 구분하는 광프레임 분해수단; 상기 광프레임 분해수단으로부터 상기 MPLS 레이블을 입력 받아 LIB 룩업을 수행하여 상기 망에 사용될 새로운 MPLS 레이블 정보를 얻어 MPLS 기반 스케쥴링을 수행하는 스케쥴링수단; 상기 광프레임 분해수단으로부터 상기 패킷 데이터를 입력 받아 상기 패킷 데이터의 목적지 주소별로 각 버퍼에 저장하고, 미리 설정된 크기까지 해당 버퍼에 저장된 패킷 데이터 또는 상기 설정된 크기까지 저장되기 전에 미리 설정된 버스트 조립시간 동안 해당 버퍼에 저장된 패킷 데이터로 버스트 조립을 수행하며, 상기 스케쥴링수단에 스케쥴링을 요청하여 상기 조립된 버스트를 출력할 포트를 할당 받아 상기 조립된 버스트를 출력하는 버스트 조립수단; 상기 출력된 버스트를 스위칭하는 스위칭수단; 및 상기 스위칭된 출력 버스트를 전/광 변환하여 다중화기로 출력하는 전/광변환수단을 포함한다.

Description

광 버스트 스위칭망을 위한 광 버스트 조립 시뮬레이팅 장치{An Optical Burst Assemble Simulating Apparatus for Optical Burst Switching Network}

본 발명은 광 버스트 조립 시뮬레이팅 장치에 관한 것으로서, 특히 광 전송망 내의 광패킷 에지 라우터에서 일정량의 IP 트래픽을 일정시간 동안에 최적의 크기를 갖는 하나의 버스트로 조립하여 고속으로 광 전송망을 통과시킴으로써 트래픽 정도를 개선하여 서비스 속도 및 품질을 향상시키는 광 버스트 스위칭망을 위한 광 버스트 조립 시뮬레이팅 장치에 관한 것이다.

미래의 통신망에서는 여러 성능 요구조건을 갖는 트래픽이 같은 물리층 안에서 통합될 것이다. 폭발적으로 증가하는 트래픽 량과 급변하는 서비스 다양성, 그리고 다이나믹하게 변화하는 트래픽에 대처하기 위해서 궁극적으로 전기적 망에 비해 상대적으로 설계와 동작이 간단하면서 보다 높은 수율(throughput)을 제공하는 광패킷 망이 필요하다. 광패킷 망에서 다양한 속도와 크기 및 서비스 형태를 갖는 IP 트래픽이 수신될 때 IP 트래픽의 고유 특성(self-similarity)으로 인해 매우 불균일한 분포 특성을 갖고 입력된다. IP 트래픽의 목적지 주소와 QoS(서비스품질) 별로 IP 패킷을 모아 하나의 거대 패킷 즉, 버스트(burst)로 조립하여 스위칭한 후 목적지로 보낸다. 이와 같이, 작은 IP 패킷을 모아 커다란 버스트로서 처리하여 목적지로 보내는 것을 광버스트 스위칭(optical burst switching)이라 하며, 이로써 스위칭 오버헤드를 크게 줄일 수 있다. 이후, 목적지에서는 이러한 버스트를 수신하여 다음 홉(hop) 또는 노드로 보내기 위하여 처음 조립되었던 본래의 IP 패킷으로 분해하여 개별 IP 패킷을 최종 목적지에 보낸다. 여기서, 광버스트 스위칭망을 통해 전달되기 위한 기본 데이터 버스트는 동일 착신지 데이터 패킷 및 QoS 요구조건 같은 기타 속성을 갖는 데이터 패킷의 집합이다.

광 패킷 라우터에서 광버퍼링은 광 회전루프를 이용하는 등 그 기술이 미흡하여 고속의 광패킷 데이터를 전송하는데 어려움이 있다. 차세대 코아망 요구사항은 MPLS(Multi protocol label switching) 기반에서 보다 정교하고 엄격한 3가지 이상의 QoS를 요구하고 있다. 이렇게 목적지와 QoS 종류에 따라 다양한 QoS를 보장하기 위해서는 많은 버퍼가 필요한데 현실적으로 광라우터에서는 비용 및 부피 또는 성능의 문제로 인하여 수많은 버퍼를 수용하기가 불가능하다. 따라서 이를 해결하기 위한 방법으로 최근에 데이터 채널과 제어 채널을 분리하여 각각 처리하는 기술이 제안되고 있다. 이러한 기술은 최근에 제안된 기술로서 기존의 전기적 라우팅 망에서처럼 망셋업을 알리는 확인(Ack) 신호를 받지 않고 데이터 버스트를 전송하므로 네트워크 상에서 데이터가 드롭되거나 분실될 확률이 높다. 따라서 옵셋타임을 도입하여 데이터 버스트에 대한 정보를 갖고 있는 제어패킷을 전기적 제어 채널을 통해 먼저 처리하고 일정한 옵셋타임이 경과한 후 버스트가 통과하기에 적합한 시간을 계산하여 그 동안 광스위칭 패브릭 경로를 통해 다수의 IP 패킷이 하나의 거대한 패킷으로 묶여 조립된 데이터 버스트를 통과(cut-through)하게 한다. 이때, 버스트는 짧으면 처리 및 스위칭 제약조건에 위배되고 길면 버스트 조립 지연이 수용불가능에 이른다.

한편, 버스트 조립과 관련된 종래의 패킷 조립기술로는 특정서비스 또는 디지털 전송채널과 조합된 DS-3(45Mbps)급 전송 프레임 입력데이터를 패킷화하는 것이 있다. 종래의 패킷조립장치의 구조는 여러 비트 속도를 수용하고 확장이나 다른 서비스 수용을 위해 융통성을 갖는다. 이 장치는 패킷 애드/드롭이 용이한 데이지 체인 구조로 연결된다. 여러 입력 서비스가 패킷 조립기에 연결되므로 패킷의 헤더만 추가하면 서비스된다. 입력 패킷은 FIFO 버퍼에 저장되고 프레이머가 이 데이터를 읽고 패킷에 오버헤더를 추가하여 시리얼 데이터 스트림을 발생한다. 프레이머는 시리얼 데이터 입력 프레임이 들어왔음을 알리는 신호를 받고, 패킷조립장치로부터 FIFO에 패킷이 저장되었음을 알리는 신호를 받아야 데이터를 읽는다.

이와 같이, 종래의 패킷조립장치는 45Mbps급 전송 프레임을 패킷화하는 것으로서, 10 Gbps 이상의 고속 패킷 스위칭이 불가능하다는 문제점이 있었다. 또한, 종래의 패킷조립기술은 프레이머에 의해 시리얼 데이터 프레임을 인지하여야 하고 조립될 패킷이 FIFO에 있음을 통보받아야 하는 번거로움이 있었다.

또한, 광버스트 조립시 제어 패킷과 데이터 패킷을 각각의 제어 채널과 데이터 채널로 분리하지 않고 동시 처리하는 경우는 제어장치에서 스위칭 패브릭으로 신호가 전달되기 위해서는 광전(Optical-to-Electrical) 및 전광(Electrical-to-Optical) 변환과정이 추가적으로 필요하여 시스템 복잡도가 커고 성능에 커다란 영향을 미치게 되었다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 광 버스트 스위칭 망의 광버스트 패킷에서 패킷 데이터와 MPLS 레이블로 구분하여 상기 패킷 데이터를 버퍼에 저장하고 상기 저장된 패킷 데이터를 최적의 시간동안에 최적의 크기로 버스트로 조립하고, MPLS 기반의 스케쥴링을 통해 할당된 출력포트로 출력함으로써 데이터 흐름 시간과 실제 데이터 크기의 트래픽 플로우에 거의 일치하는 형태로 버스트를 조립하여 광패킷 라우터의 QoS와 패킷 손실율을 보장하는 광 버스트 스위칭 망을 위한 광버스트 조립 시뮬레이팅 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 입력단 및 출력단에 각각 역다중화기 및 다중화기를 갖는 광버스트 스위칭 망을 위한 광버스트 조립 시뮬레이팅 장치에 있어서, 파장역다중화기에 의해 파장별로 역다중화된 입력 광프레임을 광/전 변환하는 광/전변환수단; 상기 변환된 광프레임을 데이터로 복원하여 다수의 개별 패킷으로 분리하고 상기 다수의 개별 패킷에서 패킷 데이터와 MPLS 레이블을 구분하는 광프레임 분해수단; 상기 광프레임 분해수단으로부터 상기 MPLS 레이블을 입력 받아 LIB 룩업을 수행하여 상기 망에 사용될 새로운 MPLS 레이블 정보를 얻어 MPLS 기반 스케쥴링을 수행하는 스케쥴링수단; 상기 광프레임 분해수단으로부터 상기 패킷 데이터를 입력 받아 상기 패킷 데이터의 목적지 주소별로 각 버퍼에 저장하고, 미리 설정된 크기까지 해당 버퍼에 저장된 패킷 데이터 또는 상기 설정된 크기까지 저장되기 전에 미리 설정된 버스트 조립시간 동안 해당 버퍼에 저장된 패킷 데이터로 버스트 조립을 수행하며, 상기 스케쥴링수단에 스케쥴링을 요청하여 상기 조립된 버스트를 출력할 포트를 할당 받아 상기 조립된 버스트를 출력하는 버스트 조립수단; 상기 출력된 버스트를 스위칭하는 스위칭수단; 및 상기 스위칭된 출력 버스트를 전/광 변환하여 다중화기로 출력하는 전/광변환수단을 포함한다.

본 발명은 광버스트 스위칭망에 적용되는 광버스트 조립 시뮬레이팅 장치에 관한 것으로서, 실제로 망을 통과하는 데이터 패킷 스위칭의 단점을 줄이거나 제거하기 위한 버스트 조립 시뮬레이팅 장치를 제공한다. 또한, 본 발명은 광도메인의 스위칭 데이터 패킷을 위한 광버스트 조립 및 이를 위한 제어구조를 제공한다. 광버스트 스위칭 망을 위한 제어 구조는 전기적 입구 에지 라우터, 각 홉 스위치 제어 유니트 및 전기적 출구 에지 리우터를 포함한다. 상기 전기적 입구 에지 라우터는 버스트로 들어오는 다수 데이터 패킷을 조립한다. 각 홉의 스위치 제어 유니트는 광스위칭 매트릭스를 구성하여 광버스트 스위칭 망을 통해 버스트를 스위칭한다. 궁극적으로 전기적 출구 에지 라우터는 광버스트 스위칭 망으로부터 버스트를 받아 그 버스트를 여러 개의 데이터 패킷으로 분해한다.

이와 같이, 광 버스트 조립을 위한 광버스트 조립 시뮬레이팅 장치는 하드웨어 장치와 이를 수행하는 알고리즘 즉, 소프트웨어로 구성된다. 하드웨어 장치의 작용으로서는 많은 전기적 라우터로부터 전달된 IP 트래픽은 입구 노드의 광패킷 엣지 라우터에서 수신하여 하나의 거대 패킷(버스트)으로 묶어서 광 망을 경유하여 출구노드의 광패킷 엣지 라우터에 전송하고 수신측에서는 이를 다시 원래의 IP 패킷으로 분해하여 최종 목적지의 전기 라우터에 전송하는 것이고, 소프트웨어의 작용으로서는 최소 버스트 크기와 최대 버스트 크기, 최소 버스트 조립 시간과 최대 버스트 조립 시간을 포함한 버스트를 조립하기 위한 메커니즘으로서 최적의 시간 동안에 최적의 크기의 버스트를 조립하는 작용을 한다. 최적의 조립시간을 결정하기 위하여 고려되는 파라미터는 버스트 길이의 분산과 평균지연시간이다. 따라서 두 파라미터가 동시에 최소값을 갖는 지점이 최적의 조립시간이다. 최적의 조립시간을 결정하기 위하여 두 파라미터를 통계적으로 도시하면 결정할 수 있다. 이 최적의 버스트 조립시간 및 버스트 크기 파라미터를 기반으로 하는 조립 메커니즘은 광버스트 조립 하드웨어에 탑재되어 광버스트 시뮬레이팅 장치로서 작용한다.

상기 광버스트 조립 시뮬레이팅 장치의 입력에는 실제에 가까운 트래픽 분포 특성(pareto 분포)을 갖는 IP 트래픽이 인가되고. 상기 메커니즘의 성능을 좌우하는 파라미터들 즉, 최대 버스트 크기, 최소 버스트 크기, 광버스트 최소 조립시간, 광버스트 최대 조립시간이 결정되어야 한다. 조립된 광버스트는 광버스트 조립 시뮬레이터 출력부에서 감시되고 조립시간과 버스트 크기 파라미터 값을 지속적으로 변경하면서 평균과 분산의 통계분석을 반복 시뮬레이션을 하여 궁극적으로 최적의 값을 결정한다. 이들 최적의 파라미터들은 조립 알고리즘 소프트웨어 내에서 사용하게 되며 광 망에서 레이블 스위칭 경로(LSP)를 갖는 코아 라우터의 수와 QoS 의 수에 따라 변동되는 값으로서 항상 시뮬레이션에 의해 추적된다.

또한, 본 발명은 순수 광 망을 제공함으로써 데이터 버스트를 위한 종단간 광경로를 제공함으로써 중요한 기술적 장점을 제공한다. 본 발명은 버스트로 들어오는 데이터 패킷을 조립하고 광버스트 스위칭 메카니즘에 따라 코아망에 보내는 에지 라우터와 버스트 조립 메카니즘을 제공함으로써 전기적 처리의 잠재적 병목현상을 피하는 또 다른 기술적 장점을 제공한다. 본 발명에서 사용하는 버스트 조립은 조립시간이라는 일정한 시간동안 버퍼에 도착한 IP 패킷을 하나의 버스트로 묶어서 보내는 방식을 사용한다.

상술한 목적 및 특징들, 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 본 발명의 바람직한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명이 적용되는 광버스트 스위칭 망의 일실시예에 따른 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명이 적용되는 광버스트 스위칭 망(100)은 다수의 전기적 입구 에지 라우터(105), 다수의 광 코아 라우터(110), 다수의 전기적 출구 에지 라우터(115) 및 다수의 파장분할다중화(WDM;wavelength division multiplexing) 광링크(120)를 포함한다. 상기 다수의 WDM 광링크(120)는 전기적 입구 에지 라우터(105), 광 코아 라우터(110) 및 전기적 출구 에지 라우터(110)를 각각 상호 연결한다. 상기 전기적 입구 라우터(105)와 상기 전기적 출구 라우터(115)는 버스트 조립 및 분해 기능을 각각 수행하고 상기 광버스트 스위칭 망(100)과 기존 전기 라우터간에 인터페이스를 제공한다.

도 2는 본 발명이 적용되는 광버스트 스위칭 망의 버스트 전송의 일실시예를 나타낸 것으로서, 본 발명에 따른 버스트가 어떻게 광버스트 스위칭망을 통해 전송되는지를 보여준다. 도 2를 참조하면, 전기적 입구 라우터(105)는 WDM 링크(120)에 의해 광 코아 라우터(110)와 연결되고, 또한 전기적 출구 라우터(115)도 역시 WDM 링크(120)에 의해 상기 광 코아 라우터(110)와 연결되어 있다. 상기 WDM 링크(120)는 다중 채널(225)을 포함하고 두 임의의 라우터간 총 전송용량을 나타낸다. 특히, 상기 각 채널(225)은 임의의 두 라우터간 단방향 전송용량을 나타낸다. 이러한 채널 그룹(225)은 공통 타입 및 인접 노드를 갖는 한 세트의 채널이다. 상기 WDM 링크(120)는 각 방향에 하나의 데이터 채널 그룹(DCG)(205)과 하나의 제어 채널 그룹(CCG)(210)으로 구성된다. 여기서, 본 발명에 따른 광버스트 스위칭 망(100)의 중요 특징은 페이로드(payload)(215)와 헤더(header)(220)가 각각 따로 스위칭 및 전송을 하는 것이다. 즉, 데이터 패킷은 기존 전기적 라우터로부터 전기적 입구 에지 라우터(105)에서 먼저 수신되고 버스트로 조립된다. 이와 같이 데이터 패킷이 버스트로 조립된 즉시 헤더(220)는 상기 조립된 버스트로부터 벗겨진 후, 제어 채널 그룹(210)을 따라서 전송되고 각 광 코아 라우터(110)에서 전기적으로 처리된다. 이 때 상기 페이로드(215)는 순수 광버스트 스위칭 망(100)을 따라 전송되는 순수 광 신호이다. 그 후 상기 헤더(220)는 전기적 출구 에지 라우터(115)에서 페이로드(215)를 수신하는데 사용된다. 결국, 페이로드(215)는 전기적인 출구 에지 라우터(115)에서 다음 홉으로 가기 위해서 데이터 패킷으로 다시 분해된다.

이러한 특징은 헤더(220)의 전기적 처리를 용이하게 하고 버스트 전송을 위해 광버스트 스위칭 망(100)에 입-출구 노드에 투명한 광 경로를 제공한다. 각 헤더(220)는 조합된 페이로드(215)를 라우팅하기 위해 광 코아 라우터(110)에서 사용하기 위한 라우팅 정보를 갖고 있다.

도 3은 본 발명에 따른 WDM 링크상에서 전송되는 버스트(헤더와 페이로드)의 일실시예에 따른 개략도이다. 도 3을 참조하여 도 2에서 설명한 버스트(300)의 페이로드(215) 및 헤더(220) 전송시간을 설명한다. 도 3에는 데이터 채널1(325)상의 첫 번째 페이로드(305), 데이터 채널2(330)상의 두번째 페이로드(310), 그리고 제어 채널(335)상의 헤더 1(315)과 헤더 2(320)가 도시되어 있다. 초기 버스트의 옵셋 타임(offset time)은 전기적 입구 에지 라우터(105)에 의해 설정되며 버스트에서 버스트까지 다를 수 있고 모든 버스트에 대해 같을 수도 있다. 헤더(305,310)는 페이로드(315,320)보다 앞서 보내진다. 상기 옵셋 타임을 사용하는 이유는 상기 광 코아 라우터(110)의 제어 채널 그룹(555)들 상에서 헤더(220)의 충돌을 피하려는 것이다.

도 4는 본 발명에 따른 버스트 포맷의 일실시예에 따른 구조도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 각 데이터 패킷(405)은 프레임 헤더(H)(410)를 이용하여 실제 페이로드(425) 내에 포함되어 배포된다. 도 2에 도시된 광버스트 스위칭 망(100)에서의 버스트 페이로드(215)는 새로운 레이블(NL)(415), 버스트 길이(BL)(420), 페이로드(425), 패딩 옵셋(450)을 포함한다. 상기 패딩 옵셋(450)은 상기 버스트 페이로드(215)의 길이가 최소일 때 필요하다. 도 4에서 계층 1의 동기화 패턴(455)은 전기적 출구 에지 라우터(115)에서 광수신기를 동기화하기 위해서 사용된다. 시작(프리엠블)(440)에서 가드(Guard)와 버스트(430)의 끝(프리엠블)(445)은 버스트 도착의 불확실성과 각각 다른 파장의 노드와 지연 변화간 클럭 드리프트로 인한 버스트 지속시간, 버스트 도착시간간 불일치 및 삽입 광스위치 매트릭스 구성시간 및 비 결정적 광매트릭스 구성시간 등을 극복하기 위해 필요하다. 기타 성능 감시 및 순방향 오류 수정(FEC) 같은 광계층 정보(OLI)(460)가 포함될 수 있다.

기존 패킷 스위칭 망의 데이터 패킷 헤더와 같이, 상기한 헤더(220)는 광 코아 라우터(110)가 착신지 전기적 출구 에지 라우터(115)까지 홉 단위로 조합된 페이로드(215)를 라우팅하는데 필요한 라우팅 정보를 포함한다. 기존 데이터 패킷 헤더 정보와 달리 본 발명에 따른 헤더는 버스트 옵셋 타임, 버스트 지속시간 및 페이로드(215)를 운반하는 데이터 채널 같은 광버스트 스위칭 규격정보를 포함한다.

도 5는 본 발명에 따른 버스트 조립 시뮬레이팅 장치의 구성 블럭도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 광스위치 즉, 광신호 상호연결(501)로부터 출력되는 10Gbps의 링크 속도를 갖는 WDM 채널이 파장다중화된 광프레임을 받아 이를 파장역다중화수단(502)으로 전송하면 상기 파장역다중화수단(502)은 상기 파장다중화된 광프레임을 각 파장별로 역다중화한다. 상기 각 파장별로 역다중화된 파장은 광전(Optical-to-electrical)변환수단(503)에 의해 각각 전기적 신호로 변환되어 광프레임 분해수단(504)으로 입력된다. 상기 광프레임 분해수단(504)에서는 10Gbps 직렬 형태의 광프레임을 155Mbps의 병렬데이터로 변환한다. 특히, 상기 광프레임 분해장치(504)에서는 시간 역다중화된 데이터를 복원하여 여러 개의 개별 패킷으로 분리하고, 상기 각 패킷에서 패킷 데이터와 MPLS 레이블로 구분한다. 상기 패킷 데이터 중에서 MPLS 헤더의 TTL 값을 하나 감소시킨다. 상기 구분된 패킷 데이터는 버스트 조립수단(505)으로 출력하고 MPLS(Multi protocol label switching) 레이블은 스케쥴러(509)로 보낸다. 상기 스케쥴러(509)에서는 상기 광프레임 분해수단(504)으로부터 전달되는 MPLS 레이블들을 입력받고 LIB 룩업을 수행하여 코아 라우팅망에서 사용될 새로운 레이블 정보를 얻어 상기 버스트 조립수단(505)에 보낸다. 한편, 상기 버스트 조립수단(505)에서는 하나의 버스트가 조립완료되고 출력포트로 나가기 위해서 상기 스케쥴러(509)에 스케쥴링을 요청하게 되며, 상기 스케쥴러(509)는 MPLS 기반 스케쥴링을 수행한 후 상기 조립된 버스트가 출력될 파장을 할당해 준다. 이와 동시에 출력될 버스트를 위하여 할당된 파장정보를 전기적 스위칭수단(506)에 출력하고 출력버스트들은 전기적 스위칭수단(506)에서 스위칭된 후 전광변환수단(507)에 의해 전광변환되어 파장다중화수단(508)으로 출력된다. 상기 파장다중수단(508)에서는 다수의 파장을 다중화하여 10Gbps 속도로 다음 망 노드에 전송한다.

도 6은 본 발명에 따른 버스트 조립수단의 구성블럭도로서, 도 5에 도시된 광버스트 조립 시뮬레이팅 장치(500)의 버스트 조립수단(505)의 내부 구성도를 나타낸다. 도 5에서 설명한 바와 같이, 데이터 패킷 페이로드와 데이터 패킷 헤더로 이루어진 패킷은 상기 광프레임 분해수단(504)에서 분해되어 패킷수신부(511)를 통해 상기 버스트 조립수단(505)으로 들어가서, 상기 버스트 조립수단(505) 내의 버스트조립부(512)에 입력된다. 상기 버스트조립부(512)는 입력된 패킷의 패킷 헤더로부터 목적지 정보 즉, 전자식 출구 에지 라우터의 어드레스를 읽어 들여, 복수개의 버퍼(513,516) 중 상기 입력된 패킷이 저장될 버퍼를 결정한다. 상기 패킷의 헤더로부터 얻은 목적지 정보를 기반으로 패킷은 적당한 버퍼(513,516)에 저장된다. 상기 각 버퍼(513,516)에 연결되어 있는 각 타이머(515,518)는 처음 패킷이 해당 버퍼에 도착한 시간을 기록한다. 상기 타이머(515,518)가 미리 설정된 버스트 조립 시간을 초과할 때 버스트가 조립된다. 그 후 상기 타이머(515,518)는 상기 버스트조립부(512)에 이러한 정보를 되돌려 준다. 한편, 상기 각 버퍼(513,516)에 연결되어 있는 카운터(514,517)는 상기 각 버퍼(51,51)에 쌓인 바이트 수를 계속 감시하고 기록한다. 상기 카운터(514,517)가 최대 버스트 길이를 초과할 때 버스트가 조립된다. 그 후 카운터(516)는 이러한 정보를 상기 버스트조립부(512)에 되돌려 준다. 이어, 상기 버스트조립부(512)는 상기 각 버퍼(513,516)로부터 버스트를 전달 받아 도 5에 도시한 전기적 스위칭수단(506) 및 스케쥴러(509)로 전송한다.

이와 같이, 버스트가 조립되면 상기 버스트조립부(512)는 상기 버스트를 출력할 포트를 할당받기 위한 상기 스케쥴러(509)에 스케쥴링을 요구하고 상기 스케쥴러(509)로부터 파장할당을 받는다. 동시에 전기적 스위칭수단(506)에 요구하여 상기 조립된 버스트가 통과할 시간동안 전기적 스위칭수단(506)을 열게 하고 상기 버스트는 상기 전기적 스위칭수단(506)을 통과하게 된다.

도 7은 본 발명에 따른 버스트 조립과정을 보이는 흐름도이다. 이러한 버스트 조립과정은 전기적 라우터와 연결되는 광패킷 망의 입력노드 엣지 라우터에서 OBS 기반의 스위칭을 목적으로 수행된다. 본 발명에 따른 버스트 조립과정은 비어있는 버퍼에 도착하는 패킷이 있을 때 시간을 카운트하기 시작하여 미리 정해진 시간에 도달하거나 또는 버퍼내에 바이트 수가 최대 데이터 버스트 크기에 도달하면 조립된 버스트는 빈상태로 돌아간다. 도 7을 참조하여 본 발명에 따른 버스트 조립과정을 보다 구체적으로 설명한다. 먼저, 본 발명에 따른 시뮬레이팅 장치(500)가 동작을 시작하여 패킷이 버스트조립부(512)에 들어오게 되면(701), 상기 패킷의 수신 시간을 기록하고 상기 수신된 패킷을 저장할 비어 있는 버퍼(513,516)를 검색한다(702). 상기 단계(702)에서의 검색결과 빈 버퍼가 있는지 판단하여(703), 비어 있는 버퍼(513,516)가 있으면 상기 버퍼(513,516)에 연결된 해당 타이머(515,518)를 동작시켜 설정된 버스트 조립시간까지 상기 해당 빈 버퍼에 상기 패킷을 쌓는다(704). 이어, 출력포트로 스위칭하기 위하여 상기 설정된 조립시간동안 상기 해당 버퍼에 쌓은 패킷을 스케줄러(509)에 보냄으로써 상기 해당 버퍼를 리셋(초기화)한다(705). 상기 단계(703)에서의 판단결과 비어 있는 버퍼가 없으면 임의의 버퍼에 설정된 시간동안 상기 패킷을 쌓은 후(706) 상기 스케쥴러(509)에 보내고 상기 해당 버퍼를 리셋(초기화)한다(707).

상기한 버스트 조립과정에서 주의할 것은 하기와 같은 규칙이 적용된다는 것이다. 즉, 미리 설정된 시간 내에 상기 버퍼에 패킷이 차면 그 때까지 상기 버퍼에 저장된 패킷만으로 버스트를 조립한다. 미리 설정된 시간의 종료와 동시에 패킷이 들어왔을 때에는 설정된 버스트 용량이 다 차지않았을 경우에는 받아들여 조립하고, 반대로 정해진 하나의 버스트 용량을 초과할 경우에는 버퍼에 저장하여 다음 버스트에서 조립한다. 또한, 미리 설정된 시간이 경과하지 않아도 패킷이 버퍼에 다 차면 버스트 조립을 수행한다. 한편, 미리 설정된 시간이 경과하지 않고 패킷이 버퍼에 다 차지도 않으면 규정된 시간동안 더 기다리면서 패킷을 모은 후 버스트 조립을 수행한다. 패킷 크기별로 각각 버스트 조립시간을 적용하여 조립한다. 따라서 규정된 시간동안에 쌓인 패킷용량이 부족한 경우 옵셋패딩을 채우지 않고 정해진 시간 동안 정해진 크기로 조립하여 전송하는 기존의 방법과는 달리 버스트 크기와 조립시간은 버스트 마다 다르게 나타난다.

본 발명은 전술한 상세한 설명 및 도면의 실시예에 의해 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 치환, 변형, 및 변경이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 명백히 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 권리범위는 첨부한 특허청구범위에 의해 결정되어야만 할 것이다.

본 발명에 의하면, 광버스트 스위칭망에서의 광패킷 엣지 라우터에서 일정량의 IP 트래픽을 일정시간 동안에 모아 하나의 버스트로 조립하여 고속으로 광 망을 통과시킬 때, 버스트 크기 및 버스트 조립시간을 최적화시킴으로써 IP 트래픽의 버스트니스(burstiness)를 개선하여 궁극적으로 서비스 속도와 품질 향상 효과를 가진다.

또한, 본 발명에 의하면, 트래픽 상호간 간섭(traffic autocorrelation)을 줄임과 동시에 트래픽의 불균일한 특성(traffic self similarity)을 감소시키며, IP 패킷을 모아 커다란 큰 버스트로서 스위칭하기 때문에 오버헤드를 크게 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명이 적용되는 광버스트 스위칭 망의 일실시예에 따른 구성도이다.

도 2는 본 발명이 적용되는 광버스트 스위칭 망의 버스트 전송의 일실시예를 나타낸 도면이다.

도 3은 본 발명에 따른 WDM 링크상에서 전송되는 버스트(헤더와 페이로드)의 개략도이다.

도 4는 본 발명에 따른 버스트 포맷 구조도이다.

도 5는 본 발명에 따른 버스트 조립 시뮬레이팅 장치의 구성 블럭도이다.

도 6은 도 5에 도시된 버스트 조립 시뮬레이팅 장치 내 버스트조립부의 구성블럭도이다.

도 7은 본 발명에 따른 버스트 조립과정을 보이는 흐름도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

105 : 전기적 입구 에지 라우터 110 : 광코아 라우터

115 : 전기적 출구 에지 라우터 120 : 광 링크

502 : 파장역다중화수단 503 : 광/전변환수단

504 : 광프레임 분해수단 505 : 광버스트 조립수단

506 : 전기적 스위칭수단 507 : 전/광변환수단

508 : 파장다중화수단 509 : 스케쥴러

511 : 패킷수신부 512 : 버스트조립부

513,516 : 버퍼 514,517 : 카운터

515,518 : 타이머

Claims (9)

1. 입력단 및 출력단에 각각 역다중화기 및 다중화기를 갖는 광버스트 스위칭 망을 위한 광버스트 조립 시뮬레이팅 장치에 있어서,

   파장역다중화기에 의해 파장별로 역다중화된 입력 광프레임을 광/전 변환하는 광/전변환수단;

   상기 변환된 광프레임을 데이터로 복원하여 다수의 개별 패킷으로 분리하고 상기 다수의 개별 패킷에서 패킷 데이터와 MPLS 레이블을 구분하는 광프레임 분해수단;

   상기 광프레임 분해수단으로부터 상기 MPLS 레이블을 입력 받아 LIB 룩업을 수행하여 상기 망에 사용될 새로운 MPLS 레이블 정보를 얻어 MPLS 기반 스케쥴링을 수행하는 스케쥴링수단;

   상기 광프레임 분해수단으로부터 상기 패킷 데이터를 입력 받아 상기 패킷 데이터의 목적지 주소별로 각 버퍼에 저장하고, 미리 설정된 크기까지 해당 버퍼에 저장된 패킷 데이터 또는 상기 설정된 크기까지 저장되기 전에 미리 설정된 버스트 조립시간 동안 해당 버퍼에 저장된 패킷 데이터로 버스트 조립을 수행하며, 상기 스케쥴링수단에 스케쥴링을 요청하여 상기 조립된 버스트를 출력할 포트를 할당 받아 상기 조립된 버스트를 출력하는 버스트 조립수단;

   상기 출력된 버스트를 스위칭하는 스위칭수단; 및

   상기 스위칭된 출력 버스트를 전/광 변환하여 다중화기로 출력하는 전/광변환수단; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 광버스트 스위칭 망을 위한 광버스트 조립 시뮬레이팅 장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서, 상기 버스트 조립수단은,

   상기 광프레임 분해수단으로부터 패킷 데이터를 수신하는 패킷 수신부;

   상기 패킷의 헤더에 포함된 목적지 정보에 따라 상기 패킷을 저장하는 N개의 버퍼;

   상기 버퍼에 상기 패킷이 저장되는 시간을 각각 기록하는 N개의 타이머;

   상기 버퍼에 쌓인 패킷의 바이트 수를 각각 기록하는 N개의 카운터; 및

   상기 패킷 수신부에 수신된 패킷의 헤더로부터 목적지 정보를 읽어 들여 상기 목적지 정보를 기반으로 상기 패킷을 해당 버퍼에 저장하고, 상기 버퍼의 타이머 또는 카운터의 기록에 따라 상기 저장된 패킷으로 버스트를 조립하는 버스트 조립부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광버스트 스위칭 망을 위한 광버스트 조립 시뮬레이팅 장치.
5. 제 4항에 있어서, 상기 버스트 조립부는,

   상기 타이머에 의해 설정된 조립시간동안 해당 버퍼에 패킷 데이터를 저장하고 상기 저장된 패킷 데이터로 버스트를 조립하는 것을 특징으로 하는 광버스트 스위칭 망을 위한 광버스트 조립 시뮬레이팅 장치.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 설정된 조립시간 내에 상기 버퍼에 패킷 데이터가 설정된 바이트 수가 되면 상기 버퍼의 패킷 데이터로 버스트를 조립하는 것을 특징으로 하는 광버스트 스위칭 망을 위한 광버스트 조립 시뮬레이팅 장치.
7. 삭제
8. 삭제
9. 제 4항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 수신되는 패킷의 크기별로 버스트 조립시간을 다르게 설정하여 광버스트를 조립하는 것을 특징으로 하는 광버스트 스위칭 망을 위한 광버스트 조립 시뮬레이팅 장치.