KR0150622B1 - 대용량화에 적합한 비동기 전송모드 스위칭 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 간단하고 용이하게 다단 접속할 수 있어서 대규모의 접속망으로 확장이 가능하고, 셀프 라우팅을 통해 경로 선정을 위한 수단이 필요치 않은 새로운 비동기 전송모드 스위칭 시스템을 제공하여 광대역 종합정보 통신망을 구현하려는 것으로서, n×n 단위 전송모드 스위치의 출력을 1×2로 각각 역다중화하는 역다중화수단을 갖추고, 이 역다중화수단의 각 역다중화기의 상위출력은 제1공유버퍼에 버퍼링 함과 아울러 상기 역다중화수단의 각 역다중화기의 하위출력은 제2공유버퍼로 버퍼링 하는 N×N 접속망 모듈과, N개의 출력 링크를 n개로 그루핑하고 각 그룹은 n×n 비동기 전송모드 스위치로 된 출력스위치 모듈로 이루어져서 입력 셀의 목적지 출력스위치 번지만으로 셀프 라우팅 되게 함으로써 간단하게 다단 접속하여 대용량화 할 수 있고, 복잡한 경로 선택의 알고리즘을 갖추지 않아도 되는 것이며, 접속망 모듈과 출력스위치 모듈을 모두 동일한 단위 비동기 전송모드 스위치로 함에 따라 스룻 풋 특성이 극대화되고 지연시간도 대폭 줄어 다단화에 따른 저하가 최소로 나타나는 특징을 가진 것이다.

Description

대용량화에 적합한 비동기 전송모드 스위치 시스템

제1도는 본 발명에 관련된 비동기 전송모드 스위칭 시스템의 주요부를 나타내는 구성도.

제2도는 본 발명에 관련된 비동기 전송모드 스위칭 시스템의 구성도.

제3도는 본 발명의 비동기 전송모드 스위칭 시스템의 대용량화를 예시하는 구성도.

제4도는 (a) 내지 (d)는 본 발명에 의해 구현되는 대용량화에 예로서 4×4 스위칭 시스템을 도시하는 블록 구성도.

제5도는 본 발명의 비동기 전송모드 스위칭 시스템을 적용하여 2N×2N 스위치로 확장한 예를 도시하는 블록 구성도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : N×N 접속망 모듈 3 : 역다중화수단

4, 4a : 제1, 제2공유버퍼 5 : 출력 링크

6 : n×n 비동기 전송모드 스위치 30 : 출력스위칭수단

본 발명은 비동기 전송모드(Asynchronous Transfer Mode) 스위칭 시스템에 관한 것으로서, 더 상세하게는 접속망의 단위 모듈을 단위 스위치와 동일한 크기로 하고 이를 다단 접속하여 대용량화를 용이하고 간편하게 구현할 수 있는 대용량화에 적합한 비동기 전송모드 스위칭 시스템에 관한 것이다.

비동기 전송모드는 미래의 광대역 종합 정보 통신망의 중추기술로 각광받고 있으며, 이것이 본격적으로 활용되는 광대역 종합 정보 통신망의 시대에는 스위칭당 교환 용량이 수 Tbps 정도인 것이 필요하다고 예측되고 있으며, 이는 현재의 표준 교환기인 155Mbps급 링크와 비교하면 7000여 회선에 달하는 대용량 교환기로 되는 것이다.

그러나 상기와 같이 각광받고 있는 비동기 전송모드에서도 다음과 같은 문제점이 있다. 즉, LSI나 PCB 보드 등은 그 규격과 수용가능한 입출력 핀수 등의 구조적 문제와 집적기술의 한계와 같은 기술적 난제로 인하여 하나의 LSI나 보드에 실장할 수 있는 비동기 전송모드 스위치의 수량이 제한된다.

이 때문에 비동기 전송모드 스위치의 대용량을 꾀하려는 방법이 종래부터 시도되고 있으며, 그 대표적인 예로는 소규모의 스위치를 단위 모듈화하고 이를 다단 접속하여 확장하는 방식이 알려져 있다.

일 예로 미합중국 특허 제5,285,444호에는 동일한 스위치 엘리먼트로 구성된 3단 스위치를 사용하고, 각 단의 스위치 엘리먼트들을 인접단의 해당 엘리먼트와 연결시켜서 고정길이 셀의 데이터에 의거하여 교환을 수행하는 다단 링크 스위치를 개시하고 있다. 그러나 이 방식은 특정 입출력간에 다중 경로가 존재하기 때문에 복잡한 경로선정 알고리즘을 갖추어야 하고, 이로 인해 스룻 풋(through-put; 일정시간 내의 데이터 처리량) 특성이 저하되는 문제점을 가지고 있다.

다른 예로서, 카이 등이 제안한 논문에는 접속망으로 스위치의 대용량화를 구성하는 사상이 개시되어 있다. 그러나 상기 접속망의 경로도 대단히 복잡한 다중 경로로 되고, 특히 출력스위치 모듈이 비대칭이기 때문에 대규모의 접속망은 구현할 수 없는 문제점이 있다(참조; Kai Y. Eng. et al, proc. of GLOBECOM '89, 1159-1165).

본 발명은 목적은 상술한 종래의 문제점을 근복적으로 해결하기 위하여 간단하고 용이하게 다단 접속할 수 있어서 대규모의 접속망으로 확장이 가능하고, 셀프 라우팅이 가능하여 경로 선정을 위한 수단이 필요치 않은 새로운 비동기 전송모드 스위치 시스템을 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 n×n 단위 전송모드 스위치의 출력을 1×2로 각각 역다중화하는 역다중화수단을 갖추고, 이 역다중화수단의 각 역다중화기의 상위출력은 제1공유버퍼에 버퍼링 함과 아울러 상기 역다중화수단의 각 역다중화기의 하위출력은 제2공유버퍼로 버퍼링 하는 N×N 접속망 모듈과, N개의 출력 링크를 n개로 그루핑하고 각 그룹은 n×n 비동기 전송모드 스위치로 된 출력스위치 모듈로 이루어져서 입력 셀의 목적지 출력스위치 번지만으로 셀프 라우팅 되게 한 구성으로 된다.

상술한 구성의 본 발명은 동일한 n×n 단위 전송모드 스위치를 델타망에 기반을 둔 형태로 연결하여 8n×8n의 크기로 확장한 N×N 접속망 모듈과 출력스위칭 모듈을 그룹화 한 출력스위칭수단을 통해 대용량화될 수 있다.

또한, 본 발명은 4n×4n 단위로 된 N×N 접속망 모듈로도 적용될 수 있다.

다른 적용례로서 본 발명은 N×N 접속망 모듈을 2N×2N 단위로 하여 확장할 수도 있다.

이와 같이 본 발명은 임의 구조의 단위 비동기 전송모드 스위치로 접속망 모듈을 구성한 것이므로 간단하게 다단 접속하여 대용량화 할 수 있고, 입력 셀의 셀프 라우팅이 가능하여 복잡한 경로선택의 알고리즘을 갖추지 않아도 되는 것이며, 접속망 모듈과 출력스위치 모듈을 모두 동일한 단위 비동기 전송모드 스위치로 함에 따라 스루 풋 특성이 극대화되고 지연 시간도 대폭 줄어 다단화에 따른 성능 저하가 최소로 나타나는 특징을 가진 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 따라 상세히 설명한다.

본 발명은 제1도의 도시와 같이 N×N 접속망 모듈(1)을 포함한 구성으로 되어 있다. 상기 N×N 접속망 모듈(1)은 크기가 n×n으로 되는 비동기 전송모드 스위치(6)이고 입력을 1×2로 각각 역다중화하는 역다중화수단(3)과, 상기 역다중화수단(3)에 연결되어 각 역다중화기의 상위출력을 버퍼링 하는 제1공유버퍼(4)와, 상기 역다중화수단(3)에 연결되어 각 역다중화기의 하위출력을 버퍼링 하는 제2공유버퍼(4a)로 된 것이다.

상술한 구성의 N×N 접속망 모듈(1)의 출력단은 각각 출력 링크(5)를 통해 제2도에 도시한 출력스위치 모듈(2)로 연결된다.

제2도의 구성 예는 전송모드 스위치의 크기가 n×n이고, 이것을 범용 접속망과 출력 그루핑 방식을 통해 N×N(N=k*n)의 범용 접속망, 즉 n×n 단위 비동기 전송모드 스위치(6)로 된 N×N 접속망 모듈(1)에 임의수의 출력 링크(5)를 n개씩 그룹화 한 다음, 각 그룹화 된 출력 링크(5)를 역시 n×n 단위 비동기 전송모드 스위치로 된 출력스위치 모듈(2)로 연결시켜 N개의 입력링크와 각 출력스위치 모듈(2) 사이로 N×N 접속망 모듈(1)에 배치되게 한 것이다.

상술한 구성의 본 발명에 출력 링크(5)는 n/2개씩 두 그룹으로 나누어져 있으므로, 입력 셀이 N×N 접속망 모듈(1)의 i번째 단 모듈로 입력되면 해당 역다중화기(3)는 입력 셀의 목적지 출력단자 번지의 i번째 비트가 '0'일 경우에는 제1공유버퍼(4)로, '1'일 경우에는 제2공유버퍼 (4a)로 보내게 된다. 이때, 제1 및 제2공유버퍼(4)(4a)는 입력단자가 n이고, 출력단자가 n/2이므ㄹ, 한 타임슬롯 동안 최대 n개의 셀을 입력받고, n/2개의 셀을 출력하게 되며, 여기에서 출력되는 셀은 n/2개로 그룹화 된 각 출력 링크(5)를 통해 다음 단의 출력스위치 모듈(2)로 보내지나 상기 출력스위치 모듈(5)은 N×N 접속망 모듈(1)과 동일한 전송모드 스위치로 구성된 것이기 때문에 각 공유버퍼(4)(4a)에서 셀이 출력될 때 임의의 출력 링크(5)를 선택하는 것이 가능하게 되어 상기 출력 링크(5)를 공유함에 따르는 지연 시간을 대폭 단축할 수 있다.

상술한 구성의 본 발명은 제3도로 예시한 바와 같이 대용량화한 시스템으로 확장될 수 있다. 도시한 확장예는 n×n 단위 비동기 전송모드 스위치(6)를 가지고 8n×8n의 크기로 확장한 N×N 접속망 모듈(1)에서의 입력 셀 라우팅을 나타내는 것이며, 동일한 n×n 단위 전송모드 스위치(6)를 델타망에 기반을 둔 형태로 연결한 것이다.

상기한 구성에서 N×N 접속망 모듈(1)의 후단에는 출력스위치 모듈(2)로 그룹화 된 출력스위칭수단(30)이 연결되어 있고, 입력 셀의 출력 스위치 모듈 번지가 '011'인 입력 신호가 N×N 접속망 모듈(1)을 통해 출력 스위칭수단(30) 중의 '011' 출력스위치 모듈(2)로 셀프 라우팅 되는 과정을 화살표로 나타내고 있다. 이 때 N×N 접속망 모듈(1)의 출력 링크(5)는 n개와 n/2개의 두 그룹으로 구분되어 있으므로 접속패턴은 모든 출력링크(5)를 하나로 간주할 때, 2×2 스위치 엘리먼트로 이루어진 델타망의 접속 패턴을 따르게 되는 것이다.

상기 델타망은 위상이 같은 접속망의 한 부류로서 임의의 입력과 출력 사이에 항상 유니크한 경로를 가지게 되며, 이 경로는 출력 링크 번호에 따라 결정되기 때문에 출력링크 번호만으로 셀프 라우팅이 가능한 망으로 평가되고 있는 것이다.

제4도 (a) 내지 (d)는 본 발명에 의해 구성될 수 있는 다른 확장예를 4n×4n 단위로 묘사한 것이다.

본 발명은 상술한 구성에 한정되지 않고 제5도의 도시와 같이 출력스위치 모듈(2)을 N×N 단위로 확장하여 2N 단위로 배치할 수 있다.

도시한 바와 같이 출력스위치 모듈(2)을 N×N 단위로 확장하고, 이것을 2N×2N으로 병설한 구성에서 2개의 N×N 출력스위치 모듈(2)의 전단에는 2k(k=N/n)개의 N×N 접속망 모듈(1)이 배치되고, 이들 사이는 출력링크(5)로 연결되어서 각 N×N 접속망 모듈(1)의 제1공유버퍼(4)로 버퍼링된 상위출력은 한쪽 N×N 출력스위치 모듈(2)로 전송되고, 또 제2공유버퍼(4a)에 버퍼링된 하위출력은 다른쪽 N×N 출력스위치 모듈(2)로 전송된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 임의 구조의 소형 비동기 전송모드 스위치를 출력 그루핑과 범용 접속망을 통한 대용량 비동기 전송모드 스위치 시스템으로 구성할 수 있게 하는 것이므로 대용량의 접속망을 손쉽게 구성할 수 있고 셀프 라우팅에 의해 복잡한 경로 선택의 알고리즘이 필요 없으며, 스룻 풋의 극대화와 함께 지연시간을 크게 단축시켜 다단화에 따른 스위치의 성능저하를 최소화할 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

1. n×n 단위 전송모드 스위치의 출력을 1×2로 각각 역다중화하는 역다중화수단을 갖추고, 이 역다중화수단의 각 역다중화기의 상위출력은 제1공유버퍼에 버퍼링 함과 아울러 상기 역다중화수단의 각 역다중화기의 하위출력은 제2공유버퍼로 버퍼링 하는 N×N 접속망 모듈과, N개의 출력 링크를 n개로 그루핑하고 각 그룹은 n×n 비동기 전송모드 스위치로 된 출력스위치 모듈로 이루어져서 입력 셀의 목적지 출력스위치 번지만으로 셀프 라우팅 되게 한 구성의 대용량화에 적합한 비동기 전송모드 스위칭 시스템.