KR0123231B1 - Atm 통신방식의 메세지길이 계산회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 ATM 통신방식의 메세지길이 계산회로에 관한 것으로, 수신된 SAR 트레일러의 길이표시(LI) 데이타를 누적 가산하는 가산기(10)와; 상기 가산기(10)의 출력을 지연된 트레일러신호에 따라 래치한 후 상기 가산기(10)로 궤환하여 누산토록하며 새로운 메세지가 시작되면 저장된 데이타를 클리어시키고, 오버플로우가 발생되면 오버플로우신호를 출력하는 디플립플롭으로 구성되어 SAR 수신단에 수신된 SAR-PDU의 트레일러에 실린 6비트의 길이 표시(LI) 데이타를 동일 메세지 구간내에서 누산하여 메세지의 전체길이를 계산한다.

Description

ATM 통신방식의 메세지길이 계산회로

제1도는 본 발명에 따른 메세지길이 계산회로를 설명하기 위하여 도시한 것으로서,

(a)는 AAL계층의 데이타 흐름 구조를 도시한 도면.

(b)는 SAR-PDU 데이타 포맷을 도시한 도면.

(c)는 CPCS-PDU 데이타의 포맷을 도시한 도면.

제2도는 본 발명에 따른 메세지길이 계산회로를 도시한 블럭도.

제3도는 본 발명에 따른 메세지길이 계산회로를 변형예.

제4도는 일반적인 ATM 셀의 구조를 도시한 것으로,

(a)는 ATM 셀 전체의 구조를 도시한 도면.

(b)는 사용자망접면(UNI)의 ATM 셀 헤더 구조를 도시한 도면.

(c)는 망노드접면(UNI)의 ATM 셀 해더 구조를 도시한 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 16비트 가산기 20 : 16비트 디플립플롭

32,35 : 오아게이트 33,36 : 앤드게이트

40 : 11비트 카운터 50 : 6비트 디플립플롭

60 : 길연산부

본 발명은 비동기 전달모드(ATM : Asynchronous Transfer Mode) 통신방식의 ATM 적응 3/4계층에서 ATM 계층으로부터 수신한 ATM셀 데이타에서 SAR 헤더와 SAR 트레일러를 분리한 후, SAR 트레일러에서 길이표시(LI)데이타를 입력받아 메세지의 길이를 계산하는 메세지 길이 계산회로에 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.

여기서, 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 4바이트의 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 : ATM Adaptation Layer), 상위 프로토콜 계층과 같이 수직적인 구조로 구분되고, AAL 계층은 절단 및 재결합 부계층(SAR : Segmentation And Reassembly sublayer)과, 수렴(CS : Convergence Sublayer)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, ATM계층은 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)로부터 받은 가변길이의 데이타를 분할하여 ATM셀을 만들어 ATM계층으로 전달하고, ATM계층으로부터 ATM셀을 수신하여 재조립하여 CS-PDU를 복구하는 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 파티지가 저술한 기가비트 네트워킹(Gigabit Networking : Craig Partridge; 1994; Addison Wesley; pp61~87) 및 이병기외 2인 공저의 광대역정보통신(pp314~327)에 자세히 기술되어 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 AAL3/4 계층은 종래에는 소프트웨어 프로그램으로 구현되었기 때문에 수신된 SAR 세그먼트의 길이표시 데이타로 부터 하나의 메세지의 길이를 계산하는 속도가 느린 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 ATM통신방식에서 수신된 SAR 세그먼트의 길이표시 데이타로부터 조립완료된 메세지길이를 계산하는 메세지길이 계산회로를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 메세지길이 계산회로는, 수신된 SAR 트레일러의 길이표시(LI) 데이타를 누적 가산하는 가산기와; 상기 가산기의 출력을 지연된 트레일러선택신호에 따라 래치한 후 상기 가산기로 궤환하여 누산토록하며 새로운 메세지가 시작되면 저장된 데이타를 클리어시키고, 오버플로우가 발생되면 오버플로우신호를 출력하는 디플립플롭으로 구성되어 수신된 SAR-PDU의 트레일러에 실린 6비트의 길이표시(LI) 데이타를 동일 메세지 구간내에서 누적 가산하여 메세지의 전체 길이를 계산하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 예시도면은 참조하여 본 발명을 자세히 설명하기로 한다.

먼저, 본 발명의 이해를 쉽게 하기 위하여 제1도의 (a) 내지 (c)에서 도시된 바와 같이 AAL3/4 계층에서의 데이타 구조 및 흐름을 살펴본다.

제1도의 (a)는 ATM 통신방식에 따라 전송되는 과정에서 변화하는 데이타 포맷을 개괄적으로 도시한 개략도로서, ATM 계층에서는 광케이블과 같은 물리적인 전송로를 통해 53바이트의 ATM 셀(ATM-PDU)들을 수신하여 5바이트의 ATM 헤더를 처리한 후, 48 바이트의 ATM 서비스 데이타단위(ATM-SDU : ATM-Service Data Unit)를 ATM 서비스 접속점(ATM-SAP : ATM-Service Access Point)을 통해 ATM SAR 부계층으로 올려 보낸다. 이와 같이 ATM-SDU가 서비스접속점을 통과하여 ATM SAR 부계층에 도달하면 SAR 프로토콜 데이타 단위 (SAR-PDU : SAR-Protocol Data Unit 혹은 세그먼트라고도 한다)로 불리어진다.

AAL3/4 SAR 부계층은 48바이트의 SAR-PDU에서 2바이트의 SAR 헤더와 2바이트의 SAR 트레일러를 분리하여 전송오류 등을 검사하고, 44바이트의 유료 데이타는 세그먼트형태에 따라 관련된 세그먼트끼리 재결합하여 하나의 메세지 즉, CS-PDU로 복원시켜 AAL CS 부계층으로 올려보내고, AAL CS 부계층은 CS-PDU에서 CPCS헤더와 CPCS 트레일러를 처리하여 전송에러 및 하위계층의 에러여부를 확인하며 사용자 서비스 데이타(AAL-SDU : 즉, CPCS유료부하)를 상위계층의 선 워크스테이션으로 AAL-SAP와 입출력버스(SBUS)를 통해 올려보낸다.

제1도의 (b)는 AAL3/4 프로토콜에 따른 SAR-PDU의 데이타 포맷을 도시한 도면으로서, 2바이트의 SAR 헤더와 44바이트의 SAR 유료부하와 2바이트의 SAR 트레일러로 구성되고, 상기 2바이트의 헤더(Header)는 2비트의 세그먼트 형태(ST : Segment Type), 4비트의 순서번호(SN : Sequency Number), 10비트의 다중화식별(MID : Multiplexing IDentification)로 이루어지고, 상기 2바이트의 트레일러(Trailer)는 6비트의 길이표시(LI : Length Indication)와 10비트의 순환중복검사(CRC : Cyclic Redundancy Check)로 이루어진다.

그리고, 세그먼트형태(ST)는 다음 표4와 같이 각각 세그먼트의 특성을 구분하여 표시한다.

상기 표4에서와 같이 세그먼트형태(ST)가 '10'이면 44바이트의 유료부하가 메세지의 시작(즉, CPCS헤더)을 포함하는 데이타임을 알 수 있고, '00'이면 메세지의 중간부분임을 알 수 있고, '01'이면 메세지의 종료(즉, CPCS 트레일러를 포함)임을 알 수 있고, '11'이면 단일세그먼트의 메세지(CPCS 헤더와 CPCS 트레일러가 하나의 세그먼트에 포함됨)인 것을 알 수 있다.

또한, 제1도의 (b)에 있어서, 순서번호(SN)는 하나의 메세지를 여러개의 세그먼트로 분할할 때 각 세그먼트에 대해 순차적으로 증가하면서 부여되는 일련번호로서 전송중 에러의 유무를 확인하기 위하여 사용되고, 다중화식별번호(MID)는 한 개의 ATM계층 연결을 통하여 다수의 CPCS연결을 다중화할 경우에 사용되는 식별자로서 동일한 메세지에서 각 세그먼트는 동일한 값을 가지고, 길이표시(LI)는 SAR-PDU 유료부하 길이를 바이트단위로 표시한 것이며 순환중복검사(CRC)는 SAR-PDU 전체에 대한 에러점검 및 정정 부호를 위한 것으로 10비트가 할당되며 사용되는 다항식은 x +x +x +x +x+1이다.

또한, AAL3/4 SAR계층으로부터 FIFO를 통해 수신된 데이타 포맷(CPCS-PDU)의 구조는 제1도의 (c)에 도시한 바와 같이 가변길이의 유료부하(PayLoad)에 4바이트의 트레일러가 부가되는 구조인 바, 상기 4바이트의 헤더(Header)는 1바이트의 공통부표시(CPI : Common Part Indicator)와 1바이트의 시작태그(Btag; Begin tag)와 1바이트의 버퍼할당사이즈(BAsize : Buffer Allocation Size)로 구성되고, 상기 4바이트의 트레일러(Trailer)는 1바이트의 얼라이먼트(AL : ALignment)와 1바이트의 끝태그(Etag; End tag)와, 길이표시(Length Idication)로 구성된다. 이러한 헤더 및 트레일러는 송신신에 만들어져 데이타와 함께 수신된다.

여기서, 공통부표시(CPI)는 해당 PDU가 공통부인지를 나타내는데 현재로서는 '0'이고, 시작/끝 태그(Btag와 Etag)는 동일한 CPCS-PDU의 헤더와 트레일러에 대해서는 숫자를 같게 두는 꼬리표로서 모듈로 256으로 동작하고, 버퍼 할당크기(BAsize)는 수신측이 갖추어야 할 버퍼할당의 크기를 최대 64K바이트까지 표시해주고, 얼라인먼트(AL)는 CPCS-PDU의 트레일러가 32비트가 되도록 채워주는 패드이고, 길이표시(LI)는 패드를 제외한 순수한 CPCS-PDU의 길이를 나타낸다. 또한, CPCS-PDU 유료부하와 트레일러 사이에는 유료부하의 길이가 32비트의 배수가 되도록 채워주는 패드(PAD)가 있다.

이어서, 이상에서 설명한 바와 같은 ATM계층의 데이타 구조에 대한 이해를 바탕으로 본 발명을 설명한다.

제2도는 본 발명에 따른 메세지길이 계산회로를 도시한 블럭도로서, 수신된 SAR 트레일러의 길이표시(LI) 데이타를 누적 가산하는 가산기(10)와; 상기 가산시(10)의 출력을 지연된 트레일러 선택신호(d_s_t)에 따라 래치한 후 상기 가산기(10)로 궤환하여 누적 가산토록하며 새로운 메세지(New message)가 시작되면 저장된 데이타를 클리어(clear)시키고, 오버플로우가 발생되면 오버플로우(overflow)신호를 출력하는 디플립플롭(20)으로 구성되어 수신된 SAR-PDU의 트레일러에 실린 6비트의 길이표시(LI)데이타를 동일메세지 구간네에서 누적 가산하여 메세지의 전체 길이(CLI) 즉, CPCS-PDU의 길이를 계산하여 상위 CPCS 계층으로 전달한다.

즉, 송신시에 비교적 큰 길이의 메세지(CPCS-PDU)는 다수의 세그먼트(SAR-PDU)로 나누어져 ATM 셀을 형성한 후 광케이블을 통해 전송되는 바, CPCS-PDU 가 SAR-PDU로 나누어지면서 제1도의 (b)에 도시된 바와같이 각 세그먼트의 유료부하 길이를 6비트의 길이표시(LI)에 실어 함께 송신한다.

따라서, 수신시에는 SAR-PDU의 길이표시(LI) 데이타를 누적 가산하면 원래의 CPCS-PDU의 길이를 계산할 수 있다.

이때, 하나의 메세지는 앞서 설명한 바와 같이 BOM 세그먼트로 시작하여 COM 세그먼트로 계속되다가 EOM 세그먼트로 끝나거나 짧은 메세지의 경우에는 SSM 세그먼트로 전송되므로, 메세지의 시작과 끝을 세그먼트형태에 의해 판별할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 메세지길이 계산회로는 BOM 세그먼트에서 가산을 시작하여 EOM 세그먼트에서 끝내거나 SSM 세그먼트의 길이표시(LI) 데이타를 그대로 출력하여 메세지의 길이를 계산한다.

제3도는 본 발명의 변형예를 도시한 블럭도로서, 세그먼트형태가 BOM이나 COM일 경우 카운트 완료신호(complete)가 발생되면 카운트값을 증가시키는 11비트 카운터(40)와; 세그먼트형태가 EOM 이나 SSM일 경우 트레일러 선택 신호(s_t)에 따라 길이표시(LI) 데이타를 래치하는 디플립플롭(50) 및 상기 11비트 카운터(40)의 출력과 상기 D플립플롭(50)의 출력을 입력하여 메세지의 길이(CLI)를 연산하는 길이연산부(60)를 구비한다.

즉, 제1도에서 설명한 바와 같이 SAR계층에서 ATM계층으로부터 수신한 48비트의 세그먼트 중 BOM 또는 COM 세그먼트는 각각 44비트의 유료부하가 있으므로, 수신된 세그먼트의 수를 SAR 카운터부의 완료(complete) 신호에 의해 11비트의 카운터(40)로 업 카운트하고, SSM 또는 EOM 세그먼트는 44바이트 이하이므로 세그먼트의 길이 표시(LI) 데이타를 트레일러선택(s_t)신호에 따라 D플립플롭(50)으로 래치한다.

따라서, 본 변형예에서 길이연산부(60)는 11비트 카운터(40)의 출력에 44를 곱하고, 상기 곱셈결과에 디플립플롭(50)의 길이표시 데이타를 더하는 연산을 수행하여 수신된 메세지의 전체 길이를 계산할 수 있다.

제3도에 있어서, 엔드게이트(33,36) 및 오아게이트(32,35)는 세그먼트 형태에 따라 카운트업신호 및 래치신호를 발생하기 위한 것이다.

한편, 본 변형예의 11비트 업카운터(40)의 출력과 디플립플롭(50)의 출력을 직접 상위 CPCS계층에 전달하면, 상위 CPCS계층에서 개선된 카운터를 사용하여 신속하게 16비트 데이타를 카운트할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 메세지길이 계산회로는 간단한 디지탈 로직으로 구현되어 AAL3/4 SAR계층의 수신된 세그먼트로부터 조립된 메세지의 전체 길이를 쉽게 계산할 수 있고, 계산 속도를 향상시키며 신뢰성을 증가시키는 효과가 있다.

Claims (2)

1. ATM 통신방식의 AAL3/4 프로토콜에 따라 데이타를 수신함에 있어 ATM계층으로부터 48바이트의 ATM셀 유료부하를 입력받아 2바이트의 SAR 헤더 및 2바이트의 SAR 트레일러를 추출한 후 SAR 트레일러의 길이표시(LI) 데이타를 누산하여 CPCS-PDU의 길이를 산출하도록 된 비동기전달모드 통신장치에 있어서, 상기 수신된 SAR 트레일러의 길이표시(LI) 데이타를 누적 가산하는 가산기(10)와; 상기 가산기(10)의 출력을 지연된 트레일러 선택신호(d_s_t)에 따라 래치한 후 상기 가산기(10)로 궤환하여 누적 가산토록하며 새로운 메세지가 시작되면 저장된 데이타를 클리어시키고, 오버플로우가 발생되면 오버플로우 신호를 출력하는 디플립플롭(20)으로 구성되어 SAR 수신단에서 수신된 SAR-PDU의 트레일러에 실린 6비트의 길이표시(LI) 데이타를 동일 메세지 구간내에 누산하여 메세지의 전체 길이를 계산하는 것을 특징으로 하는 ATM 통신방식의 메세지 길이 계산회로.
2. ATM 통신방식의 AAL3/4 프로토콜에 따라 데이타를 수신함에 있어, ATM계층으로부터 48바이트의 ATM셀 유료부하를 입력받아 2바이트의 SAR헤더 및 2바이트의 SAR 트레일러를 추출한 후 SAR 헤더의 세그먼트형태(ST)에 따라 소정의 연산을 수행하여 CPCS-PDU의 길이를 산출하도록 된 비동기전달모드 통신장치에 있어서, 세그먼트형태(ST)가 BOM이나 COM일 경우 카운트완료신호(complete)가 발생되면 카운트값을 증가시키는 11비트 카운터(40)와; 세그먼트형태(ST)가 EOM이나 SSM일 경우 트레일러선택신호(s_t)에 따라 SAR 트레일러에서 길이표시(LI) 데이타를 래치하는 디플립플롭(50); 및 상기 11비트 카운터(40)의 출력과 상기 D플립플롭(50)의 출력을 입력하여 메세지의 길이를 연산하는 길이연산부(60)를 구비한 것을 특징으로 하는 ATM 통신방식으로 메세지길이 계산회로.