KR0123229B1 - Atm통신방식의 상위계층 인터페이스 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 ATM통신방식의 상위계층 인터페이스 장치 및 방법에 관한 것으로, 수신된 메세지를 저장하는 FIFO(10)와; 수신된 메세지에 관한 소정의 상태정보를 저장하는 레지스터(30); 입력된 어드레스에 따라 상기 FIFO(10)를 클리어시키거나 레지스터(30)을 인에이블시키는 어드레스 디코더(20); 조립완료 인터럽트가 발생하면 상기 레지스터

Description

ATM통신방식의 상위계층 인터페이스 장치 및 방법

제1도는 본 발명이 적용되는 전체 시스템의 구성을 도시한 예.

제2도는 본 발명에 따른 ATM 통신방식의 상위계층 인터페이스장치를 도시한 블럭도.

제3도는 본 발명에 따른 상위계층 인터페이스방법을 도시한 흐름도.

제4도는 일반적인 ATM 셀의 구조를 도시한 것으로,

(a)는 ATM 셀 전체의 구조를 도시한 도면.

(b)는 사용자망접면(UNI)의 ATM셀 헤더 구조를 도시한 도면.

(c)는 망노드접면(NNI)의 ATM 셀 헤더 구조를 도시한 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1,1-1,1-2 : 입출력버스(SBUS) 2,2-1,2-2 : 선 워크스테이션

4-1,4-2 : ATM 통신보드 6 : ATM 교환기

7 : 광전송로 10 : 어드레스 디코더

30 : 레지스터셀

본 발명은 비동기 전달모드(ATM : Asynchronous Transfer Mode)통신방식에서 ATM계층과 상위 사용자 서비스 계층(이하, 간단히 상위계층이라 한다)을 연결하는 ATM적응 계층(AAL : ATM Adaptation Layer)에 관한 것으로, 특히 전송중에 에러가 발생하거나 사용자가 어보트(Abort)한 경우에 '수신된 데이타가 기록된 FIFO'의 데이타를 상위계층이 한꺼번에 삭제할 수 있도록 AAL계층과 상위계층을 인터페이스하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

최근들어, 통신수단이 급속히 디지탈화되고 광통신의 발달로 인하여 넓은 대역의 전송이 가능해짐에 따라 사용자의 다양한 서비스 요구를 충족시키기 위하여 광대역 ISDN(B-ISDN : Broadband Integrated Services Digital Network)이 등장하였다.

즉, B-ISDN은 광대역 정보통신(이병기, 강민호, 이종희 공저; 교학사; 1994; 서울; p239~314)에 기술된 바와 같이 원격검침, 데이타 단말, 전화, 팩시밀리등 협대역 서비스로부터 영상전화, 영상회의, 고속 데이타전송, 영상신호전송등과 같은 광대역 서비스까지를 공통적으로 취급하여 전달하기 위한 것으로, 비동기 전달모드(ATM) 통신방식을 기본으로 하여 구현된다.

ATM 통신방식이란 ATM 셀(cell)을 비동기식 시분할 다중화 (ATDM : Asynchronous Time Division Multiplexing)하여 통신하는 방식으로 셀단위로 전송한다는 점에서 종래의 패킷(packet)통신방식과 유사하나 ATM 통신방식에서는 실시간 및 항등비트율의 신호까지를 취급하며 국부적인 지역망은 물론 거대한 공중망에 사용되기 위하여 국제표준화 기구에 의해 표준화된 통신방식이다.

이러한 ATM 통신방식은 제4도의 (a) 내지 (c)에 도시된 바와 같은 ATM 셀을 기본으로 통신하는바, 사용자의 긴 메세지를 ATM 셀로 분할되어 송신되고, 수신된 ATM 셀들은 다시 하나의 메세지로 재조립되어 상위 사용자에게 전달된다.

즉, 제4도의 (a)에 도시된 바와 같이, ATM 셀은 5바이트(혹은 옥텟)의 헤더구간과 48바이트의 사용자정보구간으로 구분되고, 5바이트의 헤더는 제4도의 (b) 및 (c)에 도시된 바와 같이 사용자망접면(UNI : User Network Interface) 에서의 헤더구조와 망노드접면(NNI : Network Node Interface)에서의 헤더구조로 구분되며, 사용자망접면(UNI)에서의 헤더구조는 제1바이트가 4비트의 일반흐름제어 (GFC : Gene- ric Flow Control)와 4비트의 가상경로 식별번호(VPI : Virtual Path Identifier)로 이루어지고, 제2바이트가 4비트의 가상경로 식별번호(VPI)와 4비트의 가상채널 식별번호(VCI : Virtual Channel Identifier)로 이루어지며, 제3바이트는 8비트의 가상채널 식별번호(VCI)로 이루어지고, 제4바이트는 4비트의 가상채널 식별번호(VCI)와 3비트의 유료부하 형태(PT : Payload Type)와 1비트의 셀포기순위 (CLP : Cell Loss Priority)로 이루어지고, 제5바이트는 8비트의 헤더오류제어(HEC : Header Error Control)로 이루어진다.

또한, 제4도의 (c)에 도시된 바와 같은 망노드접면(NNI)에서의 헤더구조를 살펴보면, 앞서 설명한 사용자망접면(UNI)의 첫번째 바이트에 있는 일반흐름제어(GFC)가 가상경로 식별번호(VPI)로 사용되는 것을 제외하고는 사용자망접면(UNI)의 헤더구조와 동일한 것을 알 수 있다.

이러한 ATM 통신방식은 다음 표1에서와 같이 계층적인 구조를 이루고, 각각의 계층별로 표준화된 기준을 가지고 있다.

상기 표1에서와 같이 ATM통신방식은 물리계층, ATM계층, ATM적응계층(AAL), 상위 프로토콜 계층과 같이 수직적인 구조로 구분되고, AAL 계층은 절단 및 재결합(SAR)부계층과 수렴(CS)부계층으로 구분되며, 물리계층은 물리매체(PM)와 전송수렴(TC : Transmission Convergence) 부계층으로 다시 구분된다.

또한, ATM통신방식에서 사용자가 요구하는 서비스를 소스의 특성에 따라 다음 표2와 같이 분리할 수 있다.

상기 표2에서와 같이 B-ISDN에서 서비스의 종류는 소스의 성질에 따라 A~D종으로 분류되는 바, A종 서비스는 실시간성, 항등비트율, 연결성의 서비스이고, B종 서비스는 실시간성, 가변비트율, 연결성의 서비스이고, C종 서비스는 비실시간성, 가변비트율, 비연결성의 서비스이고, D종 서비스는 비실시간성, 가변비트율, 비연결성서비스이다. 이러한 서비스의 대표적인 예로 항등율 영상신호, 가변율 영상신호, 연결성 데이타전달, 비연결성 데이타전달등이 있다.

한편, 상기와 같은 서비스에 대응하는 AAL프로토콜은 다음 표3과 같이 AAL1~AAL5로 구분되는데, 종래에는 AAL1~AAL4로 구분하였으나 AAL3과 AAL4가 유사한 점이 많아 AAL3/4 로 합쳐졌고, 고속데이타통신을 위해 오버헤드를 줄인 AAL5가 제안되었다.

상기 표3에 있어서와 같이, AAL계층은 서비스의 종류에 따라 해당서비스를 효율적으로 처리해 주기 위하여 AAL1, AAL2, AAL3/4, AAL5와 같이 수평적으로 구분되는 바, AAL3/4계층은 비트율이 가변적인 C종 및 D종 서비스의 데이타를 전달하는 기능을 하며 메세지 모드와 스트림 모드가 있고, 서비스 사용자로부터의 서비스 데이타 유니트(U-SDU)를 투명하게 전달하고, 전송오류를 검출하며 정보의 식별 및 버퍼할당 기능을 수행하는 수렴부계층(CS)과; 수렴부계층(CS)으로부터 받은 가변길이의 데이타를 분할하여 ATM셀을 만들어 ATM계층으로 전달하며, ATM계층으로부터 ATM셀을 수신하여 재조립하는 절단 및 재결합 부계층(SAR)으로 다시 분할된다.

또한, 수렴(CS)부계층은 연결성 및 비연결성 서비스에 공통되는 기능을 담당하는 공통부 수렴부계층(CPCS : Common Part Convergence Sublayer)과, 특정 AAL 사용자 서비스를 제공하기 위한 서비스 특유 수렴부계층 (SSCS : Service Specific Convergence Layer)으로 구분된다.

이와 같은 AAL 계층에 대한 자세한 내용은 ITU-T 권고 1.362 및 1.363 에 제안된 바 있고, 크레이그 파티지(Craig Partrige)가 저술한 기가비트 네트워킹(Gigabit Networking:CraigPartridge;1994;AddisonWesley;pp61~87) 및 이병기외 2인 공저의 광대역정보통신(p314~327)에 자세히 기술되어 있다.

한편, 이상에서 설명한 바와 같은 AAL계층과 상위계층을 수신시에 인터페이스함에 있어서, 수신된 메세지에서 에러가 발생하거나 사용자가 포기하여 필요없는 데이타를 제거하는 종래의 인터페이스장치는 에러가 발생하면 에러검출신호를 직접 FIFO의 클리어단자에 출력하여 필요없는 데이타를 삭제하였기 때문에, 상위계층에서 에러가 발생한 데이타도 받아 볼 필요가 있을 경우에 상위계층에서 수신할 수 있는 방법이 없었다는 문제점이 있었다.

즉, 중요하지 않은 데이타나 리던던시가 많은 데이타의 전송에서는 중간에 에러가 발생해도 별문제가 없다고 판단될 경우에 수신된 메세지를 버리기 보다는 그대로 사용할 필요가 있으나, 종래에는 AAL계층에서 에러가 발생되면 해당 데이타를 일괄적으로 삭제하였기 때문에 상위계층에서 수신할 수 없었다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 에러가 발생한 데이타를 수신한 경우에, 상위계층에 에러가 발생한 상태를 알려주고, 해당 데이타를 버리거나 사용하는 것을 상위계층이 결정하도록 하며 수신된 데이타가 불필요할 경우, 상위계층에서 FIFO를 직접 클리어시킬 수 있도록 AAL계층과 상위계층을 인터페이스하는 장치 및 방법을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 인터페이스 장치는, AAL계층에서 메세지 조립이 완료되면 입출력버스의 인터럽트를 통해 상위계층에 알리는 ATM통신방식의 상위계층 인터페이스장치에 있어서, 수신된 메세지를 저장하는 FIFO와; 메세지 전송과정에서의 에러발생 및 소정의 상태정보를 저장하는 레지스터셀; 입력된 어드레스에 따라 상리 FIFO를 클리어시키거나 레지스터을 인에이블시키는 어드레스 디코더; 조립완료 인터럽트가 발생하면 상기 레지스터의 상태정보를 읽어와 에러발생여부 및 메세지 상태에 관한 정보를 보고 메세지의 수신여부를 결정하여 불필요한 메세지이면 소정의 어드레스를 출력하여 상기 FIFO를 클리어시키는 호스트 컴퓨터를 구비한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 인터페이스 방법은, AAL계층에서 메세지를 수신하여 FIFO에 저장하고, 전송중에 발생된 에러와 같은 상태정보를 레지스터에 저장한 후 조립완료 인터럽트를 발생시켜 상위계층의 호스트 컴퓨터에 메세지 수신완료를 알리는 ATM통신방식의 상위계층 인터페이스 방법에 있어서, 메세지 수신이 완료되면 조립완료 인터럽트를 발생하는 단계와; 상기 인터럽트가 발생하며 레지스터을 읽어오는 단계; 상기 레지스터의 상태정보를 판단하여 상기 메세지를 수신할 것인지를 판단하는 단계; 상기 판단하는 단계에서 상기 메세지의 수신이 불필요하다고 판단되면 소정의 어드레스를 출력하여 수신된 메세지를 클리어시키는 단계를 구비한 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 예시도면을 참조하여 본 발명을 자세히 설명하기로 한다.

제1도는 본 발명이 적용되는 전체 시스템의 구성 예를 도시한 것으로, 호스트 컴퓨터인 복수개의 선 워크스테이션(2-1,2-2)과; 상기 선 워크스테이션(2-1,2-2)에 각각 접속되어 ATM 방식에 따른 통신을 제공하는 ATM 통신보드(4-1,4-2); 상기 ATM 통신보드(4-1,4-2)간에 통신경로를 형성하여 주는 ATM 교환기(6)를 구비하여 선 워크스테이션간에 ATM 통신방식에 따라 고속으로 데이타를 교환토록 되어 있다.

즉, 상위계층의 호스트컴퓨터인 선 워크스테이션(2-1)의 응용프로세스가 상대방 선 워크스테이션(2-2)으로 데이타를 송신하고자 하면, 소스의 특성에 따라(즉, 보내고자 하는 데이타가 영상데이타인가 혹은 컴퓨터 데이타인가 등) 적절한 프로토콜(즉, AAL1, AAL3/4, AAL5)을 선택하여 AAL 계층으로 입출력버스(SBUS : 1-1)를 통해 메세지를 내려보낸다.

ATM 통신보드(4-1)의 AAL 계층의 입출력버스(SBUS)를 통해 메세지를 입력한 후, 앞서 설명한 바와 같은 ATM 셀로 메세지를 분할하여 각종 제어정보와 함께 ATM 계층으로 내려보내고, ATM 계층은 ATM 셀을 물리계층의 광전송로(7)를 이용하여 ATM 교환기(6)로 전송하고, 이어서 ATM셀들은 ATM 교환기(6)가 형성해준 경로를 따라 상대방 통신보드(4-2)의 물리계층과 ATM 계층을 거쳐 상대측 AAL 계층에 도달된다. 이러한 ATM 교환기 및 통신경로 설정에 관해서는 전자공학회지 제19권 제8호(92년 8월)의 ATM 교환기술특집편에 자세히 소개되어 있다.

한편, 상대측 AAL 계층에서는 수신된 ATM 셀 데이타를 재조립하여 하나의 메세지로 복원하고, CRC 및 시퀀스번호 등을 확인하여 전송중에 에러가 발생했는지를 검사한다. 수신된 메세지의 조립이 완료되면, 입출력버스(SBUS : 1-2)에 인터럽트를 걸어 데이타 수신완료를 상위계층인 선 워크스테이션(2-2)에 알린다. 선 워크스테이션(2-2)은 수신된 메세지와 레지스터의 상태정보를 읽어와 전송중의 오류발생 여부를 확인하며 수신된 데이타를 처리한다. 이와 같은 계층간의 데이타의 전달은 선입선출(FIFO : First In First Out)레지스터를 통해 이루어지고, 통신경로 설정은 가상경로식별자(VPI)와 가상채널식별자(VCI)를 통해 이루어진다.

제2도는 본 발명에 따른 상위계층 인터페이스장치를 도시한 블럭도로서, 수신된 메세지를 저장하고 있는 FIFO(10)와; 메세지 전송과정에서의 에러발생 및 소정의 상태정보를 저장하고 있는 레지스터(30); 입력된 어드레스에 따라 상기 FIFO(10)를 클리어시키거나 레지스터(30)을 인에이블시키는 어드레스 디코더(20); 조립완료 인터럽트가 발생하면 상기 레지스터(30)의 상태정보를 읽어와 에러발생 여부 및 메세지 상태에 관한 정보를 보고 메세지의 수신여부를 결정하여 불필요한 메세지이면 소정의 어드레스를 출력하여 상기 FIFO(10)를 클리어시키는 호스트 컴퓨터(2)를 구비하여 AAL계층에서 메세지 조립이 완료되면 입출력버스(SBUS : 1)의 인터럽트(INT)를 통해 상위계층의 컴퓨터(2)에 메세지 수신완료를 알리어 수신된 데이타를 처리하도록 한다.

즉, AAL계층의 엔티티(AAL ENTITY)가 ATM 셀들을 수신하면 헤더 및 트레일러에 포함된 에러정정 및 검출코드로부터 전송중의 에러발생 여부를 검출하여 레지스터(30)에 기록한 후, 수신된 메세지의 조립이 완료되면 입출력버스(1)를 통해 인터럽트를 선 워크스테이션(2)에 건다. 선 워크스테이션(2)은 인터럽트를 인지하면 소정의 어드레스를 출력하여 레지스터(30)의 출력 인에이블(Oe)단자에 인에이블신호를 인가시킨다. 레지스터(30)은 인에이블신호가 인가되면 상태정보 데이타를 입출력버스(1)로 출력하고, 선 워크스테이션(2)은 상태정보 데이타를 해석하여 FIFO(10)에 수신된 메세지를 입력할 것인지 아니면 버릴 것인지를 결정한다.

이때, 레지스터(30)의 상태정보 데이타 구조의 예는 다음 표4와 같다.

상기 표4에 있어서, 선 워크스테이션의 입출력버스(SBUS)는 32비트의 데이타선과 28비트의 어드레스선 그리고 인터럽트, 데이타 스트로브 및 어드레스 스트로브등과 같은 제어선들로 이루어져 있으므로, 레지스터(30)의 길이를 데이타버스와 같이 32비트로 정한 후 16비트는 수신된 메세지의 길이에, 8비트는 에러상태에, 8비트는 다른 용도를 위하여 예비로 할당한다. 여기서, 에러상태 8비트는 헤더에러, 트레일러에러, 순서에러, 표시기에러, CRC에러등과 같이 원인에 따라 세부적으로 나누어 표시할 수 있다.

따라서, 선 워크스테이션(2)은 조립완료 인터럽트(INT) 신호가 입력되면, 소정의 어드레스(예를들면, 000007F_H)를 출력하여 레지스터(30)을 인에이블시킨 후, 상기 표4와 같은 상태정보를 읽어들여 수신된 메세지의 길이, 에러상태등을 파악할 수 있다. 이와 같이 에러상태를 파악한 결과 불필요한 데이타라고 판정되면, 소정의 다른 어드레스(예를들면, 00000FA_H)를 출력하여 FIFO(10)의 클리어(clear)단자에 클리어신호를 인가하여 FIFO(10)에 기록된 데이타를 삭제시킨다. 따라서, ATM계층은 다음 메세지를 수신하여 조립할 수 있다.

제3도는 본 별명에 따른 상위계층 인터페이스 방법의 흐름을 도시한 흐름도로서, 메세지 수신이 완료되면 조립완료 인터럽트(INT)를 발생하는 단계(100)와; 상기 인터럽트가 발생하면 레지스터(30)의 상태정보를 읽어오는 단계(101,102); 상위계층의 컴퓨터가 상기 레지스터(30)의 상태정보를 판단하여 상기 메세지를 수신할 것인지를 판단하는 단계(103); 상기 판단하는 단계(103)에서 상기 메세지의 수신이 불필요하다고 판단되면, 상위계층의 컴퓨터가 소정의 어드레스를 출력하여 수신된 메세지를 클리어시키는 단계(104)를 구비하여 AAL계층에서 메세지를 수신하여 FIFO(10)에 저장하고, 전송중에 발생된 에러와 같은 각종 상태정보를 레지스터(30)에 저장한 후 조립완료 인터럽트(INT)를 발생시켜 상위계층의 호스트 컴퓨터(2)에 메세지 수신완료를 알리는 수신 인터페이스를 수행한다. 또한, 상기 판단하는 단계(103)에서 필요한 데이타라고 판단되면 FIFO(10)로부터 데이타를 읽어온다(105).

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 AAL계층과 상위계층과의 인터페이스에 사용되어 데이타를 수신한 후 상위계층의 컴퓨터에 이를 알려주면 상위계층의 컴퓨터는 레지스터의 상태정보를 읽어 보고, 수신된 데이타에 대한 정보를 인지하여 불필요한 데이타이면 FIFO를 클리어시켜 수신된 데이타를 삭제시킬 수 있으므로, 에러가 발생된 수신 데이타의 사용여부를 상위계층에서 판단토록 하므로써 전송효율을 향상시킬 수 있는 잇점이 있다.

Claims (4)

1. 물리계층, ATM계층, AAL계층 및 상위계층으로 계층화된 ATM통신방식에서 상기 AAL계층의 수신단에서 수신된 ATM셀들의 데이타를 재조립하여 메세지의 조립이 완료되면 입출력버스(SBUS : 1)의 인터럽트(INT)를 통해 상위계층에 메세지 수신완료를 알리어 수신된 데이타를 처리하도록 하는 AAL계층과 상위계층과의 인터페이스장치에 있어서, 수신된 ATM셀들이 재조립되어 형성된 메세지를 저장하는 FIFO(10)와 ; 재조립된 메세지에 관한 소정의 상태 정보를 저장하는 레지스터(30); 입력된 어드레스에 따라 상기 FIFO(10)를리어시키거나 상기 레지스터(30)을 인에이블시키는 어드레스 디코더(20); 및 조립완료 인터럽트가 발생하면 상기 레지스터(30)의 상태정보를 읽어와 메세지의 수신 여부를 결정하여 불필요한 메세지이면, 소정의 어드레스를 출력하여 상기 FIFO(10)를 클리어시키는 호스트 컴퓨터(2)를 구비하는 것을 특징으로 하는 ATM통신방식의 상위계층 인터페이스장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 레지스터(30)은 수신된 메세지의 길이정보, 에러정보를 포함하며 상기 입출력버스의 데이타버스와 같은 비트 길이로 구현되는 것을 특징으로 하는 ATM통신방식의 상위계층 인터페이스장치.
3. 물리계층, ATM계층, AAL계층, 및 상위계층으로 계층화된 ATM통신방식에서 상기 AAL계층이 수신단에서 수신된 ATM셀들의 데이타를 재조립하여 메세지의 조립이 완료되면 입출력버스(SBUS : 1)의 인터럽트(INT)를 통해 상위계층에 메세지 수신완료를 알리어 수신된 데이타를 처리하도록 하는 AAL계층과 상위계층과의 인터페이스장치에 있어서, 메세지 수신이 완료되면 조립완료 인터럽트(INT)를 발생하는 단계(100)와; 상기 인터럽트가 발생하면 레지스터(30)의 상태정보를 읽어오는 단계(101,102); 상기 레지스터(30)의 상태정보를 판단하여 상기 메세지를 수신할 것인지를 판단하는 단계(103); 및 상기 판단하는 단계(103)에서 상기 메세지의 수신이 불필요하다고 판단되면 소정의 어드레스를 출력하여 수신된 메세지를 클리어시키는 단계(104)를 구비한 것을 특징으로 하는 ATM통신방식의 상위계층 인터페이스방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 인터페이스방법은 상기 판단하는 단계에서 필요한 데이타라고 판단되면 FIFO(10)로부터 데이타를 독출하는 단계(105)를 더 구비한 것을 특징으로 하는 ATM통신방식의 상위계층 인터페이스방법.