KR0139584B1 - 단일링 구조하의 에이티엠 셀 송신장치 - Google Patents

단일링 구조하의 에이티엠 셀 송신장치

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KR0139584B1 KR1019940033550A KR19940033550A KR0139584B1 KR 0139584 B1 KR0139584 B1 KR 0139584B1 KR 1019940033550 A KR1019940033550 A KR 1019940033550A KR 19940033550 A KR19940033550 A KR 19940033550A KR 0139584 B1 KR0139584 B1 KR 0139584B1
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Abstract

본 발명은 국제표준기구인 ITU-T에서 권고한 광대역 종합정보통신망의 사용자망 인테페이스 규격에 준하는 기능모듈들의 가입자 노드를 링 형태의 가입자 액세스 망으로 연결하는 통신장치의 송신장치에 관한 것으로, 특히 가입자 노드와의 접속은 155Mbps의 저속으로하고 링상의 접속은 1.25Gbps의 고속으로 연결되도록 하는 단일 링 구조하의 기가급 에이티엠(ATM) 송신장치에 관한 것으로, ATM 셀을 기본으로 하는 B-ISDN 망에서 뿐만 아니라 손실을 최소화하면서 고속으로 셀을 다중화하는 시스템에 효율적으로 사용될 수 있다.

Description

단일링 구조하의 에이티엠 셀 송신장치
제 1 도는 가입자 송수신 장치간의 셀 포맷도,
제 2 도는 본 발명이 적용되는 가입자 액세스 망과 가입자의 송신 접속 구조도,
제 3 도는 본 발명에 의한 기가급 ATM 송신장치의 전체 구성 블럭도,
제 4 도는 제3도의 역다중화부의 접속 구조도,
제 5 도는 제3도의 셀 송신부의 접속 구조도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
31:ATM 송신부32:역다중화부
33:셀송신부34:물리계층 송신부
35:1 : 7 ATM 셀 분기/결합 다중화기
FIFO1,FIFO2-5,FIFO6-9:버퍼부
본 발명은 국제표준기구인 ITU-T 에서 권고한 광대역 종합정보통신망의 사용자망 인테페이스 규격에 준하는 기능모듈들의 가입자 노드를 링 형태의 가입자 액세스 망으로 연결하는 통신장치의 송신장치에 관한 것으로, 특히 가입자 노드와의 접속은 155Mbps의 저속으로하고 링상의 접속은 1.25Gbps의 고속으로 연결되도록 하는 단일 링 구조하의 기가급 에이티엠(ATM) 송신장치에 관한 것이다.
일반적으로 다양한 종류의 서비스와 넓은 대역폭을 유연하고 확장성있게 사용자에게 제공하기 위한 광대역 종합정보통신망은 ATM(Asynchronous Transfer Mode)방식으로 표준화 되고 있다. 이처럼 다양한 서비스들을 수용하기 위해서 광대역 종합정보통신망은 협대역 종합정보통신망과는 달리 기존의 가입자망을 모두 광케이블로 대치하여야 할 것이고 이는 통신망의 전체 투자비에서 가입자망이 차지하는 비율이 상당한 양에 이르고 있음을 시사한다. 광대역 종합정보통신망의 가입자망은 기존의 전화망처럼 가입자마다 별도의 케이블을 설치하는 방식과 한개의 케이블을 다수의 가입자가 공동으로 사용하는 방식으로 구성할 수가 있다. 전자의 방식은 구현하기 쉽지만 케이블이 많이 소요될 것으로 예상된다. 후자의 방식으로 가입자망을 구성하면 여러 가입자가 하나의 광케이블을 공동으로 사용하기 때문에 경제적으로 구성할 수 있으며 초기의 광대역 종합정보통신망 서비스의 주류를 이룰것으로 예상되는 방송형 서비스를 효율적으로 수용할 수 있는 장점이 있다.
그런데, 기존의 단일링 구조하의 ATM 셀 송신장치는 300Mbps급으로 데이타를 송,수신하는 장치였기 때문에 링상의 데이타 폭주로 인하여 셀 전달지연 및 시스템 성능의 저하가 발생하는 문제점이 있었다. 즉, 광섬유를 이용한 링의 대역폭을 충분히 사용하지 못하는 문제점이 있었다.
또한 실제로 몇개의 전송노드가 존재하는 망 구조에서 비디오나 다른 영상 서비스를 제공하고자 하는 경우에는 기존의 송신장치를 이용하여 300Mbps정도의 전송속도를 제공하여 서비스를 제공할 수 있지만 광섬유를 이용한 링의 전체 속도를 이용하지 못하였기 때문에 링 구조에 접속될 수 있는 노드수, 즉 가입자의 수 및 서비스의 품질에 제한을 받게 되는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명은 상기 문제점을 개선하기 위해 후자의 방식, 즉 링형태를 갖는 광대역 종합 정보 통신망 가입자 액세스망을 설계함에 있어 가입자 노드를 가입자 망에 접속시키기 위해 가입자 노드와의 접속은 155Mbps, 링상의 접속은 1.25Gbps를 제공할 수 있는 단일 링 구조하의 기가급 ATM 셀 송신장치를 제공함에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 저속으로 동작하는 가입자로부터 데이타를 수신하는 ATM(Asynchronous Transfer Mode) 송신부와, 고속으로 동작하는 단일 링 형태의 가입자 액세스 망으로 데이타를 송신하는 물리 계층 송신부를 구비하는 ATM 셀 송신 장치에 있어서, 상기 ATM 셀 송신부로 부터 데이타를 수신하여 제 1 소정수의 옥텟 단위로 순차적으로 저장하는 제 1 버퍼 수단; 상기 제 1 버퍼 수단으로 부터 출력되는 상기 제 1 소정수의 옥텟 단위의 데이타를 수신하여 제 2 소정수의 옥텟 단위로 바꾸어주는 역다중화수단; 상기 역다중화 수단의 제어에 따라 상기 제 1 버퍼수단에 저장된 상기 제 1 소정수의 옥텟 단위의 데이타를 상기 제 2 소정수의 옥텟 단위로 저장하는 제 2 버퍼수단; 및 상기 제 2 버퍼수단에 저장된 데이타를 상기 물리 계층 송신부로 전송하는 것을 제어하는 셀 송신수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 상세히 설명한다.
가입자 접속장치간의 통신은 제1도의 가입자 송수신 장치간의 셀 포맷도와 같이 ATM 셀을 기반으로 하여 4 옥텟의 헤더와 52옥텟의 페이로드로 정의된 56 옥텟의 접속장치 통신용 셀 단위로 동작하며, 셀 송수신 장치 내부적으로는 4 옥텟 단위로 처리한다. 이와 같은 접속장치간의 통신 기능은 광대역 종합정보통신망 사용자-망 인터페이스의 프로토콜 기준 모델중 ATM계층 하위에서 수행된다.
제2도는 본 발명이 적용되는 가입자 액세스 망과 가입자의 송신 접속 구조도로, 1.25Gbps로 동작하는 가입자 액세스망과 155Mbps로 동작하는 가입자를 접속시켜 주도록 본 발명에 의한 기가급 ATM 셀 송신장치에 의한 접속노드의 송신측 접속 구조를 보여주고 있다.
제 3 도는 본 발명에 의한 기가급 ATM 송신장치의 전체 구성 블럭도이다.
먼저, 링 접속장치의 전체적인 구성을 살펴보면 링 구조하의 가입자 액세스 망상에 송수신되는 데이타(셀)와 해당 노드의 상위계층(ATM 계층)의 데이타의 송수신을 위해 총 18개의 선입선출버퍼(FIFO)를 사용하며, 각각의 FIFO는 512K 바이트의 용량을 갖고 있고 최고 60MHz까지의 전송 속도를 제공할 수 있다.
본 발명에 의한 단일링 구조하의 ATM 셀 송신장치는 제3도에 도시한 바와 같이 ATM 송신부(31), 버퍼부(FIFO1, FIFO2 - 5, FIFO6 - 9), 역다중화부(32), 셀송신부(33), 및 물리계층 송신부(34)로 구성된다.
ATM 송신부(31)는 저속으로 동작하는 가입자로 부터 데이타를 수신하여 버퍼부(FIFO1)로 출력한다.
버퍼부(FIFO1)는 ATM 셀 송신부(31)로 부터 데이타를 수신하여 1옥텟 단위로 순차적으로 저장한다.
역다중화부(32)는 버퍼부(FIFO1)로 부터 출력되는 1옥텟 단위의 데이타를 수신하여 4옥텟 단위로 바꾸어준다. 또한, 역다중화부(32)는 버퍼부(FIFO1)로 부터 출력되는 53옥텟의 데이타에 3옥텟의 헤더를 첨가하여 56옥텟의 링 접속장치 포맷을 구성한다.
버퍼부(FIFO2-5)는 역다중화부(32)의 제어에 따라 버퍼부(FIFO1)에 저장된 1옥텟 단위의 데이타를 4옥텟 단위로 저장한다.
버퍼부(FIFO6-9)는 고속으로 동작하는 단일 링 형태의 가입자 액세스 망으로부터 수신한 데이타중 해당 노드로 전송되는 데이타가 아닌 우회되는 ATM 셀을 저장하고 셀 송신부(33)의 제어에 따라 물리 계층 송신부(34)로 출력한다.
셀 송신부(33)는 버퍼부(FIFO2-5, FIFO6-9)에 저장된 데이타를 1.25Gbps의 속도로 인접 노드로 전송되도록 제어하는 1 : 7 ATM 셀 분기/결합 다중화기(ADM : Add/Drop Multiplexer)(35)을 포함하도록 구성되어, 버퍼부(FIFO2-5, FIFO6-9)에 저장된 데이타를 물리 계층 송신부(34)로 전송하는 것을 제어한다.
여기서, 1 : 7 ATM 셀 분기/결합 다중화기(35)은 버퍼부(FIFO2-5, FIFO6-9)에 저장된 데이타가 모두 있는 경우 1 : 7 통계적 다중화를 수행하고 그렇지 않은 경우 허브 폴링(Hub-Polling)을 수행하여 1.25Gbps의 속도로 인접 노드로 전송되도록 제어한다.
물리 계층 송신부(34)는 고속으로 동작하는 단일 링 형태의 가입자 액세스 망으로 데이타를 송신한다.
여기서, 버퍼부(FIFO2-5, FIFO6-9)는 8비트의 데이타가 저장되는 4개의 FIFO로 구성된다.
이와 같이 구성되는 단일 링 구조하의 기가급 ATM 셀 송신장치의 동작을 제4도 및 제5도를 참조하여 설명한다.
상위 ATM 계층에서 전송하고자 하는 데이타는 바이트, 즉 옥텟 형태로 기가급 전송장치 버퍼부(FIFO1)에 19.44MHz(155Mbps)의 속도로 순차적으로 저장된다.
일단 바이트 스트림으로 저장된 데이타는 일정한 갯수 이상 버퍼부(FIFO1)에 쌓이게 되면 F1-PAE*(Active HIGH) 신호를 통해서 전송할 데이타가 있음을 역다중화부(32)로 알리게 된다. 역다중화부(32)는 F1-PAE*신호를 접수하면 일단 버퍼부(FIFO1)에서 하나의 셀을 순차적으로 읽어내 버퍼부(FIFO2-5)에 순차적으로 저장한다.
즉, 버퍼부(FIFO1)에서 읽어낸 데이타를 FIFO5 - FIFO2 - FIFO3 - FIFO4 - FIFO5 - FIFO2 - FIFO3 - FIFO4 - FIFO5, . . . . . . , FIFO4 - FIFO5의 순으로 19.44MHz(155Mbps)의 속도로 버퍼부(FIFO2-FIFO5)에 저장한다.
이는 앞서 설명하였듯이 물리계층이 4 옥텟 단위로 동작하기 때문에 물리계층 전송을 위해 데이타를 정렬하는 것이다. 즉, 역다중화부(32)에서는 상위계층에서 전송해준 53옥텟의 데이타에 3옥텟의 헤더를 첨가해서 56 옥텟의 링접속장치 포맷을 구성하는 역할을 수행한다.
또한, 물리계층 수신부를 통해 버퍼(FIFO10 - FIFO13)에 저장되고 해당 노드로 전송되는 셀인 경우 데이타는 상위계층인 ATM 수신부로 전달되는데, 해당 노드가 데이타를 수신할 수신노드가 아닐경우, 데이타는 우회 버퍼인 버퍼부(FIFO6 - FIFO9)에 저장되었다가 1 : 7 ATM 셀 분기/결합 다중화기(35)를 통해 다중화되어 링상의 인접 노드로 전달된다.
즉, 셀 수신부에서 수신한 데이타중 해당 노드로 전송되는 데이타가 아닌 ATM 셀은 인접노드로 재전송 되어야 하기 때문에 버퍼부(FIFO6 - FIFO9)에 저장되게 되고 따라서 링상으로 전송하여야 할 데이타는 버퍼부(FIFO2 - FIFO5)와 버퍼부( FIFO6 - FIFO9)에 저장되어 있는 데이타가 된다.
버퍼부(FIFO2 - FIFO5)에 저장되어 있는 데이타는 제5도에서와 같이 FIFO5 PAE*신호를 통해 전송할 데이타가 있음을 셀 송신부(33)에 알이고, 버퍼부(FIFO6 - FIFO9)에 똑같이 전송할 데이타가 저장되어 있다고 하더라도 실제로 버퍼부(FIFO2 - FIFO5)에 데이타가 쓰이는 속도는 155Mbps이고 버퍼부(FIFO6 - FIFO9)에 데이타가 쓰이는 속도는 1.25Gbps이기 때문에 이들 속도에 비례하여 데이타를 읽어 전송할 필요가 있고 1 : 7 ATM 셀 분기/결합 다중화기(35)에서 이러한 기능을 수행한다.
즉, 버퍼부(FIFO2 - FIFO5)와 버퍼부(FIFO6 - FIFO9)에 똑같이 전송할 데이타가 있다고 가정하면 1 : 7의 비율료 버퍼부(FIFO6 - FIFO9)의 데이타를 더 많이 읽어 전송하게 되는것이다. 버퍼부(FIFO2 - FIFO5) 및 버퍼부(FIFO6 - FIFO9)에서 데이타를 읽어내는 속도는 31.25MHz이고 한번 읽어낼때 4 옥텟 단위로 읽어내기 때문에 이론적인 전송속도는 1.25Gbps가 된다. 그러나 실제 53 옥텟의 ATM 셀에 3 옥텟의 헤더를 첨가하기 대문에 실제로 ATM 셀을 전달하는 속도는 1.25Gbps * (53/56), 즉, 1,183Gbps가 된다.
1 : 7 ATM 셀 분기/결합 다중화기(35)는 버퍼부(FIFO2 - FIFO5) 와 버퍼부(FIFO6 - FIFO9)에 모두 데이타가 있는 경우에는 1 : 7 통계적 다중화를 수행하고 그렇지 않은 경우에는 허브 폴링(Hub-Polling) 다중화를 수행하여 링상에 기가급으로 데이타를 전송하게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 ATM 셀을 기본으로 하는 B-ISDN 망에서 뿐만 아니라 데이타 손실을 최소화하면서 고속으로 셀을 다중화하는 시스템에 효율적으로 사용될 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

  1. 저속으로 동작하는 가입자로 부터 데이타를 수신하는 ATM(Asynchronous Transfer Mode) 송신부와, 고속으로 동작하는 단일링 형태의 가입자 액세스 망으로 데이타를 송신하는 물리 계층 송신부를 구비하는 ATM 셀 송신 장치에 있어서, 상기 ATM 셀 송신부로 부터 데이타를 수신하여 제 1 소정수의 옥텟 단위로 순차적으로 저장하는 제 1 버퍼 수단; 상기 제 1 버퍼 수단으로 부터 출력되는 상기 제 1 소정수의 옥텟 단위의 데이타를 수신하여 제 2 소정수의 옥텟 단위로 바꾸어주는 역다중화수단; 상기 역다중화 수단의 제어에 따라 상기 제 1 버퍼수단에 저장된 상기 제 1 소정수의 옥텟 단위의 데이타를 상기 제 2 소정수의 옥텟 단위로 저장하는 제 2 버퍼수단; 및 상기 제 2 버퍼수단에 저장된 데이타를 상기 물리 계층 송신부로 전송하는 것을 제어하는 셀 송신수단을 포함하는 단일링 구조하의 ATM 셀 송신장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 고속으로 동작하는 단일 링 형태의 가입자 액세스 망으로 부터 수신한 데이타중 해당노드로 전송되는 데이타가 아닌 우회되는 ATM 셀을 저장하고, 상기 셀 송신수단의 제어에 따라 상기 물리 계층 송신부로 출력하는 제 3 버퍼 수단을 더 포함하는 단일링 구조하의 ATM 셀 송신장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 역다중화 수단은 상기 제 1 버퍼 수단으로 부터 출력되는 53옥텟의 데이타에 3옥텟의 헤더를 첨가하여 56옥텟의 링 접속장치 포맷을 구성하는 것을 특징으로 하는 단일링 구조하의 ATM 셀 송신장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 버퍼수단은 8비트의 데이타가 저장되는 4개의 FIFO로 구성되는 것을 특징으로 하는 단일링 구조하의 ATM 셀 송신장치.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 제 3 버퍼수단은 8비트의 데이타가 저장되는 4개의 FIFO로 구성되는 것을 특징으로 하는 단일링 구조하의 ATM 셀 송신장치.
  6. 제 2 항에 있어서, 상기 셀 송신수단은 상기 제 2 및 제 3 버퍼 수단에 저장된 데이타를 1.25Gbps의 속도로 인접 노드로 전송되도록 제어하는 1 : 7 ATM 셀 분기/결합 다중화기를 포함하는 단일링 구조하의 ATM 셀 송신장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 1 : 7 ATM 셀 분기/결합 다중화기는 상기 제 2 및 제 3 버퍼 수단에 저장된 데이타가 모두 있는 경우 1 : 7 통계적 다중화를 수행하고, 그렇지 않은 경우 허브 폴링(Hub-Polling)을 수행하여 1.25Gbps의 속도로 인접 노드로 전송되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 단일링 구조하의 ATM 셀 송신장치.
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