KR0159362B1

KR0159362B1 - 스위치 구성 자원 상태 감시 정보를 이용한 atm 스위치 모듈 과부하제어 방법

Info

Publication number: KR0159362B1
Application number: KR1019950055909A
Authority: KR
Inventors: 김현숙; 이재홈; 예병호
Original assignee: 양승택; 한국전자통신연구원; 이준; 한국전기통신공사
Priority date: 1995-12-23
Filing date: 1995-12-23
Publication date: 1998-12-01
Also published as: KR970056431A

Abstract

본 발명은 스위치 구성 자원 상태 감시 정보를 이용한 ATM 스위치 모듈 과부하제어 방법에 관한 것으로, ATM 교환 시스템의 스위치 모듈에 대한 과부하관리에 적용함으로써 스위치 내부 경로를 효율적으로 관리할 수 있고, 호가 요구하는 서비스 품질과 원활한 트래픽을 보장할 수 있고, ATM 교환 시스템의 특정 경로에서 과부하가 발생한 경우, 신규 호설정에 다른 대체 경로를 제공함으로써 과부하를 완화시킬 수 있으며, 과부하가 발생한 경로를 다시 사용하면 셀 손실이 발생하지만 대체 경로를 사용함으로써 셀 손실을 감소 및 예방할 수 있는 효과가 있다.

Description

스위치 구성 자원 상태 감시 정보를 이용한 ATM 스위치 모듈 과부하제어 방법

제1도는 본 발명이 적용되는 ATM 교환 시스템의 구성도.

제2도는 본 발명이 적용되는 ATM 교환 시스템의 스위치 구조도.

제3도는 ATM 교환 시스템의 단위 스위치간의 연결도.

제4도는 스위치 구성 자원 상태 감시 흐름도.

제5도는 호처리 경로로 사용할 송신부 링크를 검색하는 방법의 흐름도.

제6도는 호처리 경로로 사용할 수신부 링크를 검색하는 방법의 흐름도.

본 발명은 스위치 구성 자원 상태 감시 정보를 이용한 ATM 스위치 모듈 과부하제어 방법에 관한 것으로, 본 발명은 ATM 교환 시스템의 스위치 구성 자원인 AFIFO (Address FIFO), 공유메모리(Common Memory)상태 감시 결과를 이용하여 과부하가 발생한 경로를 파악하고, 신규 호 설정에 사용되는 경로로 과부하 발생 경로 이외 다른 대체 경로 정보를 제공하여 과부하가 완화될 때까지 해당 경로를 사용하지 않음으로써 ATM 스위치 모듈의 과부하를 제어하는 방법이다.

ITU에서 권고된 연결수락제어(CAC : Connection Admission Control)는 새로운 호를 요구하는 서비스가 있을 때 기설정된 호들의 서비스 품질(QUS : Quality Of Service)을 만족시키면서 이 새로운 호가 요구하는 서비스품질을 지원하기 위한 자원이 충분히 있을 때 호를 수락하는 방법이며, UPC/NPC(Usage Parameter Control/ Network Parameter Control)는 사용자 망 접면(UNI : User Network Interface)/망 노드 접면(NNI : Network Node Interface)상에서 현재 사용자 서비스가 CAC에서 호 설정시 협상된 서비스 품질을 만족하도록 제어하는 방법이므로 본 발명에서 제안하는 스위치 모듈에서의 과부하제어 방법과는 과부하제어를 적용하는 대상 및 시점이 다르다. 또, ATM 교환 시스템의 스위치 모듈에서는 공유메모리가 과부하인 경우 셀 손실 우선 순위에 의해 셀폐기를 수행하며, AFIFO가 과부하인 경우 셀을 폐기하는 방법으로 과부하를 제어한다. 이것은 하드웨어적으로 수행하는 것이며 소프트웨어적으로 과부하를 제어하는 방법이 또한 필요하다.

따라서, 본 발명은 스위치 구성 자원인 AFIFO, 공유메모리 상태 감시결과를 이용하여 ATM 교환 시스템의 스위치 모듈에 대한 부하를 소프트웨어적으로 제어하여, ATM 교환 시스템의 스위치 모듈에 대한 부하관리에 적용함으로써 스위치 내부 경로를 효율적으로 관리할 수 있고, 호가 요구하는 서비스 품질과 원활한 트래픽을 보장할 수 있는 스위치 구성 자원 상태 감시 정보를 이용한 ATM 스위치 모듈 과부하제어 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, ATM 교환 시스템이 운용되기 시작하면 스위치 구성 자원의 상태를 감시하기 시작하는 제1단계; 상기 제1단계 수행 후, ASW의 특정 포트에 할당된 AFIFO 상태가 변경되면, CCCP에 유지되는 포트 상태 테이블의 AFIFO의 상태값을 변경하고, 이를 반영한 송신부 링크 상태를 송신부 링크 과부하 상태 테이블을 참조하여 변경하고 리턴하는 제2단계; 상기 제1단계 수행 후, ASW의 포트와 연결된 CSW의 공유메모리 상태가 변경되면 상기 CCCP에 유지되는 상기 포트 상태 테이블의 연결된 CSW의 공유메모리 상태값을 변경하고, 이를 반영한 송신부 링크 상태를 송신부 링크 과부하 상태 테이블을 참조하여 변경하고 리턴하는 제3단계; 상기 제1단계 수행후, ASW의 공유 메모리 상태가 변경되면, CCCP에 유지되는 상기 포트 상태 테이블의 ASW의 모든 포트의 공유메모리의 상태값을 변경하고, 이를 반영한 수신부 링크 상태를 수신부 링크 과부하 상태 테이블을 참조하여 변경하고 리턴하는 제4단계; 상기 제1단계 수행 후, ASW의 포트와 연결된 CSW의 포트에 할당된 AFIFO상태가 변경되면 상기 CCCP에 유지되는 상기 포트 상태 테이블의 연결된 CSW의 포트에 할당된 AFIFO상태값을 변경하고 이를 반영한 수신부 링크 상태를 상기 수신부 링크 과부하 상태 테이블을 참조하여 변경하고 리턴하는 제5단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명이 적용되는 ATM 교환 시스템의 구성도이다. ATM 교환 시스템은 가입자 교환서브시스템(ALS : ATM Local Switching Subsytem)(17)과 중앙 교환 서브시스템(ACS : ATM Central Switching Subsystem)(20)의 2종류의 서브시스템으로 구성된다. 가입자 교환 서브시스템(ALS)은 자기루팅 스위치 모듈(self routing switch module)인 ASNM(Acess Switching Network Module)(15)을 내장하고 있으며, 사용자의 호처리 및 유지보수를 위한 제어부(16)와 가입자 정합과 중계선 정합을 위한 IM(Interface Module)(13)로 구성된다.

가입자 교환 서브시스템(ALS)(17)은 사용자측 링크(14)수를 n, 스위치측 링크수를 m으로 하는 n : m의 집선비를 갖는 집선 장치로서 동작하고 중앙 교환 서브시스템(ACS)(20)는 가입자 교환 시스템(ALS)간의 상호 접속 기능을 수행하여 대용량 시스템을 위한 분배장치로서 동작한다. 가입자로부터 호 요구가 발생할 때 가입자 교환 서브시스템(ALS)는 이를 감지하고 호 서비스를 수행하며 발신 ALS 주관 아래 착신 가입자 번호를 통하여 해당 착신 ALS를 번역하고 해당 착신 ALS로 번호 번역을 요구한다. 착신 ALS는 번호 번역과 동시에 최적의 경로를 선택하여 발신 ALS로 통보하고 발신 ALS는 통화로를 설정한다. 발신 ALS는 통화중 전달되는 셀을 계수하고 통화완료후 사용자 요구 서비스와 함께 ACS로 과금자료를 송부하며, 발착신 ALS는 호 데이터를 휴지 상태로 복구시킨다.

ACS는 ALS들간의 정보를 교환하는 호 처리 과정이 없는 순수한 인터커넥터(interconnector)로서 ALS와는 달리 호처리 제어부를 두지 않는다. ACS의 스위치 네트워크 모듈인 ISNM(Interconnection Switch Network Module)은 자기루팅 스위치로서 ALS와 동일한 스위치 요소(switch element)를 사용할 수 있다. ACS는 시스템 전체의 운용과 유지보수를 위한 OMP(Operation and Maintance Processor)(19)를 두어 시스템 차원의 유지보수, 시험, 측정, 통계 기능 뿐만 아니라 대용량 저장 장치 제어관리, 운용자의 각종 입출력문 제어 기능을 수행한다.

제2도는 제1도의 ASNM(15) 또는 ISNM(18)내의 ATM 스위치 고조도를 나타내며, 본 발명이 적용되는 부분이다. ASNM 또는 ISNM스위치 모듈은 입력포트(2), 출력포트(25), 공유메모리(22) AFIFO(Address FIFO)(23), IAP(Idle Address Pool)(24)등으로 구성된다. 입력포트와 출력포트는 ALS와 ACS를 물리적 및 논리적으로 연결하여 셀을 전송하는 기능을 수행한다. AFIFO는 임의의 출력포트로 전달되는 셀이 공유메모리의 어디에 저장되어 있는지를 알려주는 공유메모리 어드레스를 가지고 있어서 각 출력포트로 전달되는 셀은 각 AFIFO에 들어 있는 어드레스를 참조하여 공유메모리에 저장된 셀을 출력한다. AFIFO 각각은 256셀의 공유메모리 저장 어드레스를 기록할 수 있는 크기로 되어 있다. 각 출력포트마다 할당된 AFIFO가 차게 되는 경우 스위치는 그 출력포트로 셀을 전송하는 것이 불가능하다. AFIFO 용량의 80%를 초과하는 경우 준 과부하 상태, AFIFO용량의 100%를 사용하면, 과부하 상태가 된다. 과부하 상태에서는 이후 들어오는 셀을 폐기한다.

ATM VC 스위치 구조는 제한적 공유메모리 구조이다. 입력단으로 수신되는 셀들은 직/병렬 변환을 수행한 후 멀티플렉싱시켜 공유메모리에 저장하며, CTRL (Controler) 혹은 BC(Broadcasting Controler)의 제어에 의해 공유메모리에 저장된 셀이 출력되어 디멀티플렉싱되고 병/직렬 변환 후 출력된다. 공유메모리는 1Mbits의 크기로 2048 cell을 저장할 수 있다. 스위치는 셀들이 공유메모리에 입력될 때마다 카운터를 계수하여 그 값이 공유메모리의 임계치(80%이상)가 초과되면 과부하 상태가 되어 손실 우선 순위 제어에 의해서 우선순위가 낮은 셀을 폐기하기 시작한다.

IAP에는 공유메모리에서 셀이 저장 가능한 어드레스가 실리게 된다. 따라서 처음에 IAP에는 0에서 2047까지의 어드레스가 저장된다. 그외 모든 AFIFO 및 메모리는 비어 있게 된다. 컨트롤러(CTRL)에서 루팅정보를 수신한 후의 동작은 다음과 같다. 먼저 우선 순위 제어기능을 수행한 후 루팅 디코더에 의해 각 출력포트에 할당된 AFIFO가 인에이블(ENABLE)된다.

제1도의 UN1(11)/MMI(12)를 통해 스위치 모듈내로 셀이 유입되면 각 출력 포트에 할당된 AFIFO가 인에이블된다.

제2도의 IAP(24)(Idle Addrress Pool)에서 공유메모리의 빈 어드레스를 할당받아 공유메모리(22)에 저장되며, 공유메모리의 저장 어드레스는 출력포트에 할당된 AFIFO(address FIFO)(23)에 저장된다. 다음으로 판독(Read)주기동안 라운드-로빈 형태로 0에서 15까지 AFIFO의 내용이 인에이블(Enable)되어 판독 주소(Read Address) 버스에 실어 공유메모리의 판독 주소가 되어 공유메모리로부터 읽혀 출력포트(25)를 통해 출력된다. AFIFO 각각은 256셀의 공유메모리 저장 어드레스를 기록할 수 있는 크기로 되어 있고 공유메모리는 2048셀을 저장할 수 있는 크기로 되어 있다. 사용된 판독 주소는 다음으로 입력되는 셀의 저장어드레스로 사용하기 위해 IAP에 저장된다.

제3도는 ATM 교환 시스템내의 단위 스위치간의 연결도이다. ATM VC교환 시스템의 스위치네트워크는 가장 기본 단위인 스위치 엘리먼트를 이용하여 스위치 모듈로 형성하고 이들 스위치 모듈을 이용해 전체 스위치 네트워크를 구성한다. 따라서, 단위 스위치는 실장 위치에 따라 서브시스템 ALS의 ASNM(15)에 속하는 ASW (Access Switch)(32)와 서브시스템 ACS의 ISM(18)내에 실장된 CSW(Central Switch)(34)로 구분할 수 있다. ALS(ATM Local Switching Subsystem)의 스위치 규모는 16 × 16단방향 폴드 구조로서 하나의 ASWH(Access Switch Block)가 실장되며 7가입자를 수용한다. 전체적으로 ALS는 최대 32개가 구성된다. 그리고 ACS (ATM Central Switching Subsystem)는 스위치 규모가 16 × 16단방향 폴드(folded) 구주인 CSWH(Central Switch Block)가 최대 8개가 실장된다.

제3도는 ALS가 8개, ACS내의 CSWH가 4개인 경우의 단위 스위치 연결도이다. ATM VC교환 시스템의 집선비는 7 : 8이다. ASWH는 입출력포트를 한쌍으로 하여 7개의 입출력포트는 인터페이스 모듈 IM(31)과 연결되고 8개의 입출력포트는 CSWH 블록과 연결되고, 마지막 15번 포트는 CCCP(33)(Call Connection Control Processor)에 연결된다. 제3도에서 알 수 있듯이 단위 스위치간 즉, ASWH에서 CSWH로의 연결되는 경로(36)(37)는 여러개 존재한다. 따라서, 임의의 한 경로가 과부하인 경우 또는 과부하 발생이 예상되는 경우에는 다른 경로를 사용함으로써 과부하를 제어할 수 있다. 각 경로의 과부하는 제2도의 입력포트(21)내의 수신부 링크, 출력포트(25)내의 송신부 링크, 공유메모리(22), AFIFO(23)의 상태에 따라 영향을 받으므로 본 발명에서는 ATM 교환 시스템의 스위치 모듈(ASNM, ISNM)내의 과부하를 제어하기 위해서 각 스위치 구성 자원의 상태를 감시하여 포트 상태 데이터를 CCCP에 유지하여 과부하 제어에 사용한다.

표1은 본 발명에서 스위치 모듈의 과부하를 제어하기 위해 CCCP에 유지하여 사용하는 포트 상태 테이블이다.

상기 표1의 포트 상태 테이블은 포트번호, AFIFO 상태(Status), ASW의 포트와 연결된 CSW의 공유메모리 상태, 송신부 링크 상태, 공유메모리 상태, ASW의 포트와 연결된 CSW의 포트에 할당된 AFIFO상태, 수신부 링크 상태로 구성된다.

포트번호는 CSW로 연결되는 포트는 제3도에서 보듯이 0에서 7까지의 포트이므로 0에서 7의 값을 가진다. AFIFO상태는 정상, 준 과부하, 과부하의 경우로 구분된다. 연결된 CSW의 공유메모리 상태는 정상, 과부하로 구분된다. 송신부 링크 상태는 AFIFO상태, 연결된 CSW의 공유메모리 상태 결과를 종합하여 과부하 상태 표2를 참조하여 판단한다.

공유메모리 상태는 정상인 경우, 과부하의 경우로 구분된다. 연결된 CSW의 포트에 할당된 AFIFO상태는 정상, 준 과부하, 과부하의 경우로 구분된다. 수신부 링크 상태는 공유메모리 상태, 연결된 CSW의 포트에 할당된 AFIFO상태 결과를 종합하여 수신부 링크 과부하 상태 표3를 참조하여 판단한다.

제4도는 스위치 구성 자원 상태 감시에 대한 처리 흐름도로서, ATM 교환 시스템의 스위치 모듈의 과부하제어 방법은 다음과 같다.

ATM 교환 시스템이 운용되기 시작하면 스위치 구성 자원의 상태를 감시(41)하기 시작한다.

ASW의 특정 포트에 할당된 AFIFO상태가 정상에서 준 과부하 또는 과부하로 변경, 준 과부하에서 정상 또는 과부하로 변경되면, CCCP에 유지되는 상기 표1의 포트 상태 테이블의 AFIFO의 상태값을 변경하고, 이를 반영한 송신부 링크 상태를 상기 송신부 링크 과부하 상태표를 참조하여 변경한다(50).

ASW의 포트와 연결된 CSW의 공유메모리 상태가 정상에서 과부하로 되거나 과부하에서 정상으로 변경되면(53), CCCP에 유지되는 상기 표1의 포트 상태 테이블의 연결된 CSW의 공유메모리 상태값을 변경하고(47), 이를 반영한 송신부 링크 상태를 표2의 송신부 링크 과부하 상태표를 참조하여 변경한다(50).

ASW의 공유메모리 상태가 정상에서 과부하(과부하)로 되거나 과부하에서 정상으로 변경(44)되면, CCCP에 유지되는 상기 표1 포트 상태 테이블의 ASW의 모든 포트의 공유메모리의 상태값을 변경하고(48), 이를 반영한 수신부 링크 상태를 표3 수신부 링크 과부하 상태표를 참조하여 변경한다(51).

ASW의 포트와 연결된 CSW의 포트에 할당된 AFIFO상태가 정상에서 준 과부하 또는 과부하(과부하)로 변경, 준 과부하에서 정상 또는 과부하로 변경, 과부하에서 정상 또는 준 과부하로 변경되면(45), CCCP에 유지되는 상기 표1의 포트 상태 테이블의 연결된 CSW의 포트에 할당된 AFIFO상태값을 변경하고(49), 이를 반영한 수신부 링크 상태를 표3의 수신부 링크 과부하 상태표를 참조하여 변경한다(51).

제5도는 송신부 링크 검색 흐름도로서, 발신 ALS의 특정 IM(Interface Module)에서 착신 ALS의 특정 IM으로 신규 호 설정에 필요한 경로를 요구(52)하면, ,ALS내의 스위치인 ASW의 포트 상태 테이블의 송신부 링크상태를 검색(55)하고 수신부 링크 상태를 검색한다.

송신부 링크 상태가 과부하이면 다음 경로를 검색하고, 정상이면 호처리 경로 정보 메시지에 기록한다(57). 이 과정을 ASW에서 CSW로 연결되는 전체 경로에 대해 동일하게 검색한다.

제6도는 수신부 링크 검색 흐름도로서, 수신부 링크 상태가 과부하이면(65) 다음 경로를 검색하고, 정상이면 사용가능한 수신부 링크 테이블에 기록한다(66). 이 과정을 ASW에서 CSW로 연결되는 전체 경로에 대해 동일하게 검색한다.

전체 경로에 대한 검색이 끝나면, 호처리 기능에 호처리 경로 정보 메시지를 사용 가능한 호처리 경로로 제공한다. 만약 사용가능한 경로가 없으면, 사용 가능한 경로가 없음을 통보한다.

결국 과부하가 발생한 경로는 호처리 경로 대상에서 제외됨으로써 과부하가 완화될 수 있고 이후 과부하가 완화된 경로는 추후 호처리 경로로 사용될 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 효과는 다음과 같다.

1) ATM 교환 시스템의 스위치 모듈에 대한 과부하 관리에 적용함으로써 스위치 내부 경로를 효율적으로 관리할 수 있고, 호가 요구하는 서비스 품질과 원활한 트래픽을 보장할 수 있다.

2)ATM 교환 시스템의 특정 경로에서 과부하가 발생한 경우 신규 호설정에 다른 대체 경로를 제공함으로써 과부하를 완화시킬 수 있다.

3)과부하가 발생한 경로를 다시 사용하면 셀 손실이 발생하지만 대체 경로를 사용함으로써 셀 손실을 감소 및 예방할 수 있다.

Claims

스위치 구성 자원 상태 감시 정보를 이용한 ATM 스위치 모듈 과부하제어 방법에 있어서, ATM 교환 시스템이 운용되기 시작하면 스위치 구성 자원의 상태를 감시하기 시작하는 제1단계; 상기 제1단계 수행 후, ASW(Access Switch)의 특정 포트에 할당된 AFIFO상태가 변경되면, CCCP(Call Connection Control Processor)에 유지되는 포트 상태 테이블의 AFIFO의 상태값을 변경하고, 이를 반영한 송신부 링크 상태를 송신부 링크 과부하 상태 테이블을 참조하여 변경하고 리턴하는 제2단계; 상기 제1단계 수행 후, ASW의 포트와 연결된 CSW(Central Switch)의 공유메모리 상태가 변경되면 상기 CCCP에 유지되는 상기 포트 상태 테이블의 연결된 CSW의 공유메모리 상태값을 변경하고, 이를 반영한 송신부 링크 상태를 송신부 링크 과부하 상태 테이블을 참조하여 변경하고 리턴하는 제3단계; 상기 제1단계 수행후, ASW의 공유메모리 상태가 변경되면, CCCP에 유지되는 상기 포트 상태 테이블의 ASW의 모든 포트의 공유메모리의 상태값을 변경하고, 이를 반영한 수신부 링크 상태를 수신부 링크 과부하 상태 테이블을 참조하여 변경하고 리턴하는 제4단계; 상기 제1단계 수행 후, ASW의 포트와 연결된 CSW의 포트에 할당된 AFIFO상태가 변경되면 상기 CCCP에 유지되는 상기 포트 상태 테이블의 연결된 CSW의 포트에 할당된 AFIFO상태값을 변경하고 이를 반영한 수신부 링크 상태를 상기 수신부 링크 과부하 상태 테이블을 참조하여 변경하고 리턴하는 제5단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 스위치 구성 자원 상태 감시 정보를 이용한 ATM 스위치 모듈 과부하제어 방법.
제1항에 있어서, 상기 포트 상태 테이블은, 포트번호는 0에서 7의 값을 가지며, AFIFO 상태는 정상, 준 과부하, 과부하의 경우로 구분하고, 연결된 CSW의 공유메모리 상태는 정상, 과부하로 구분하도록 구성한 것을 특징으로 하는 스위치 구성 자원 상태 감시 정보를 이용한 ATM 스위치 모듈 과부하제어 방법.
제1항에 있어서, 상기 송신부 링크 상태 테이블은, AFIFO 상태, 연결된 CSW의 공유메모리 상태 결과를 종합하여 두 개중 모두 정상일 경우만 정상상태이고, 두 개중 하나라도 과부하, 준 과부하이면 과부하, 준 과부하 상태로 되도록 구성한 것을 특징으로 하는 스위치 구성 자원 상태 감시 정보를 이용한 ATM 스위치 모듈 과부하제어 방법.
제1항에 있어서, 상기 수신부 링크 상태 테이블은, 공유메모리 상태, 연결된 CSW의 포트에 할당된 AFIFO상태 결과를 종합하여 두 개중 모두 정상일 경우만 정상상태이고, 두 개중 하나라도 과부하, 준 과부하이면 과부하, 준 과부하 상태로 되도록 구성한 것을 특징으로 하는 스위치 구성 자원 상태 감시 정보를 이용한 ATM 스위치 모듈 과부하제어 방법.
제1항 또는 제3항에 있어서, 발신 ALS(ATM Local Switching Subsystem)의 특정 IM(Interface Module)에서 착신 ALS의 특정 IM으로 신규 호 설정에 필요한 경로를 요구하면, ALS내의 스위치인 ASW의 포트 상태 테이블의 송신부 링크 상태를 검색하고 수신부 링크 상태를 검색하는 단계; 송신부 링크 상태가 과부하이면 다음 경로를 검색하고, 정상이면 호처리 경로 정보 메시지에 기록하는 단계를 포함하여 송신부 링크를 검색하는 것을 특징으로 하는 스위치 구성 자원 상태 감시 정보를 이용한 ATM 스위치 모듈 과부하제어 방법.
제1항 또는 제4항에 있어서, 수신부 링크 상태가 과부하이면 다음 경로를 검색하는 단계; 검색 결과 정상이면 사용 가능한 수신부 링크 테이블에 기록하는 과정을 ASW에서 CSW로 연결되는 전체 경로에 대해 동일하게 검색하는 단계를 포함하여 수신부 링크를 검색하는 것을 특징으로 하는 스위치 구성 자원 상태 감시 정보를 이용한 ATM 스위치 모듈 과부하제어 방법.