KR0175486B1 - 비동기전달모드 간격제어기의 재방출간격 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비동기전달모드 간격제어기의 재방출간격 제어방법에 관한 것으로, 셀이 입력되면 같은 연결에 속하는 셀이 CSQ(Cell slot queue) 또는 출력 큐(Output queue ; 이하, OQ라 함)에 있는지를 확인하는 제1단계 ; 상기 제1단계에서 존재하면 같은 연결의 TQ(Temporary queue)에 저장하고, 없으면 셀손실 우선순위0과 1인 셀의 통합트래픽에 대하여 통합 예상 출력시간을 계산하는 제2단계 ; 상기 제2단계 수행 후, 입력셀이 셀손실 우선순위가 0 이면 이에 대한 예상 출력시간0를 계산하고 통합 예상출력시간과 예상 출력시간0과 현재시간 중 큰값을 예상 출력시간으로 취하여 상기 CSQ에 등록하고, 셀손실 우선순위1이면 예상 출력시간1을 예상 출력시간으로 취하여 상기 CSQ에 등록하는 제3단계 ; 상기 OQ로 부터 하나의 셀이 출력될때 사용자와 망간에 협정된 통합 셀 우선순위 트래픽에 대하여 통합 논리적 출력시간을 개선하고, 해당셀이 셀 우선순위0이면 사용자와 망간에 협정된 셀 우선순위0 트래픽 파라메타를 기준으로 논리적 출력시간0을 개선하는 제5단계 ; 상기 제5단계 수행후, 논리적 출력시간 개선이 완료된 다음 해당셀과 같은 연결의 셀이 상기 TQ에 있는지를 조사하는 제6단계 ; 상기 제6단계 수행 후, 첫번째 셀을 상기 CSQ에 등록하고 없으면 종료하는 제7단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

비동기전달모드 간격제어기의 재방출 간격 제어방법

제1도는 본 발명이 적용되는 버퍼의 구성도.

제2도는 본 발명에 따른 셀 처리 예시도.

제3도는 본 발명에 따른 셀 입력시의 처리흐름도.

제4도는 본 발명에 따른 셀 출력시의 처리흐름도.

본 발명은 비동기전달모드 간격제어기의 재방출 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 공중 통신망이 발전하면서 사용자의 요구는 점점 고속화, 광대역화, 그리고 멀티미디어 등에서와 같이 서비스의 다양화 및 지능화등을 필요로하면서 광대역통신인 B-ISDN 으로 발전하게 되었으며, ITU-T 와 ATM-포럼(Forum)등의 국제표 준기구에서 ATM 을 광대역통신방식으로 권고함으로써 이에 뒤따른 ATM 교환기의 개발이 가속화되고 있다.

그런데, ATM 방식에서는 사용자정보가 ATM 셀로 전송되며 비동기이기 때문에 트래픽제어가 필수적이다.

ATM 트래픽 제어에는 이미 설정된 호에 대한 전송품질을 유지하기 위하여 새로운 호 설정을 수락할 것인지를 제어하는 호 수락제어와, 다양한 종류의 셀 가운데 셀 손실 또는 전송지연 등에 민감한 정도를 인지하고 우선적으로 전송 또는 폐기 등을 제어하는 우선순위제어와, 망노드에서의 폭주를 예방하고 발생의 폭주상태가 오래 유지되지 않도록 흐름을 제어하는 폭주제어와, 사용자와 망간에 협의된 트래픽 특성을 감시하고 이를 위반 시에 셀을 폐기하는 등의 제어로 망자원을 보호하는 사용파라메타제어(UPC)/망파라메타제어(NPC)와, 셀간 간격을 제어하여 버스트트래픽을 균등하게 함으로써 망자원을 효율적으로 사용할 수 있도록하는 셀간 간격제어 등이 있다.

종래의 셀간 간격제어 방법은 간격제어기로 입력되는 시간을 기준으로 하는 도착 재방출시간(Arrival Reemission Time ; 이하, ART라 함) 방식과 간격제어기에서 출력되는 시간을 기준으로 하는 RDT(Recent Departure Time)방식이 있었다.

상기 ART 방식은 간격제어기에서 출력되는 상태를 고려하지 않고 입력되는 상태만을 고려하므로 간격제어기 내에서 발생하는 다중화에 의한 버퍼 관리에는 아무런 영향을 받지 않으나, 출력 트래픽에 다중화 영향이 그대로 반영된다.

다중화는 셀간에 서로다른 지연을 발생시키며 이는 셀 지연변이(CDV : cell delay variation)로 나타나며, 따라서 ART 방식에서는 간격제어기의 다중화에 의하여 간격제어 기능의 성능이 저하된다.

또한, 간격제어기의 다중화는 링크점유율에 따라 영향을 받으며, 따라서 망자원관리 관점에서 안정적인 간격제어가 어렵다.

반면에 최근출력시간(Recent Departure Time ; 이하 , RDT 라 함) 방식은 간격제어기의 출력시간을 기준으로 제어하므로 간격제어기에서 발생하는 CDV를 포함하여 제어가 이루어지므로 명확한 셀간격제어가 가능하다.

그러나 RDT 방식의 경우 예상출력시간을 계산함에 있어서 전번셀이 간격제어기에서 출력된 시간을 사용하고, 이렇게 등록된 셀은 약간의 큐잉지연을 가진다음 예상 시간보다 늦은 시간에 출력되며, 이 출력시간을 다음에 입력되는 셀의 예상출력시간을 계산하는데 사용하므로 큐잉지연은 셀처리가 연속됨에 따라 누적된다.

따라서 이는 이론적으로 무한대의 버퍼를 필요로 하게된다.

따라서 본 발명에서는 RDT 방식의 장점을 활용하고 단점을 보완함으로써 간격제어기가 CDV에 둔감하며, 또한 연결의 수 및 링크점유율에도 안정적인 특성을 가지며, 간격제어기에서의 지연을 줄이는 셀간간격 제어방식을 제안하며, 이를 위하여 셀재방출간격을 제어하는데 있어서 논리적 출력시간(Theoretical Departure Time ; 이하, TDT라 함)을 이용한다.

상기 종래 기술에 대한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 ATM 셀 간격제어기에서 출력되는 셀의 간격을 제어함에 있어서 출력되는 시간을 논리적 출력시간으로 사용하여 UPC,NPC,UPC/NPC 등에서 사용할 수 있는 비동기전달모드 간격제어기의 재방출간격 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 비동기전달모드 간격제어기의 재방출간격 제어방법에 있어서, 셀이 입력되면 같은 연결에 속하는 셀이 셀슬롯 큐(Cell slot queue; 이하, CSQ라 함) 또는 출력 큐(Output queue ; 이하, 0Q라 함)에 있는지를 확인하는 제1단계 ; 같은 연결에 속하는 셀이 상기 셀 슬롯큐 또는 출력큐에 존재하면 같은 연결의 TQ(Temporary queue)에 저장하고, 없으면 셀손실 우선순위0과 1인 셀의 통합트래픽에 대하여 통합 예상 출력시간0를 계산하는 제2단계 ; 입력셀이 셀손실 우선순위가 0이면 이에 대한 예상 출력시간 0를 계산하고 통합 예상 출력시간과 예상 출력시간0과 현재 시간 중 큰값을 예상 출력시간으로 취하여 상기 CSQ에 등록하고, 셀손실 우선순위1이면 예상 출력시간1을 예상 출력시간으로 취하여 상기 CSQ에 등록하는 제3단계 ; 상기 0Q로부터 하나의 셀이 출력될 때 사용자와 망간에 협정된 통합 셀 우선순위 트래픽에 대하여 통합 논리적 출력시간을 개선하고, 해당셀이 셀 우선순위0 이면 사용자와 망간에 협정된 셀 우선순위0 트래픽 파라메타를 기준으로 논리적 출력시간0을 개선하는 제4단계 ; 논리적 출력시간 개선이 완료된 다음 해당 셀과 같은 연결의 셀이 상기 TQ에 있는지를 조사하는 제6단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 입력셀을 CSQ에 등록하기 위하여 0Q의 지연을 보상하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 앞선 출력셀로부터 개선된 논리적출력시간과, 현재의 시간을 계산하여 CSQ에 등록하고, 출력셀에 대하여 해당연결의 최소방출간격과, 앞선 출력셀로 부터 개선된 논리적 출력시간과, 현재의 시간을 계산하여 논리적출력시간을 개선하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 일실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 TDT방식에서 ATM셀의 셀간 간격을 제어하기위한 버퍼의 구성 예시도 이다.

도면에 보인 바와 같이, 0Q(Output Queue)의 큐잉지연을 보상하는 D0Q등을 저장하기 위한 공통 레지스터(Common Registers)를 제외하면 RDT 방식과 동일한 버퍼 구성이 되며, RDT와 TDT의 차이는 버퍼구성에서는 CAT(Connection attribute tabel)에서 TDT 대신 RDT를 저장하는 차이 정도이며, 근본적으로는 재방출간격제어 방식에 있다.

도면에서 CAT는 각 연결의 특성 파라메타를 관리하는 테이블로서 최대연결의 수가 N인 경우를 나타낸다.

CAT는 각 연결별로 데이타를 관리하며, VPI/VCI로 구분되는 연결구분자 CID(Connecton ID)와, 가장 최근에 셀이 출력되면서 개선되어 다음번의 셀 출력을 기대하는 논리적출력시간 TDT와 ; 호설정시 사용자와 망간에 협의된 트래픽 파라메타인 최소방출간격(PEI)과, TQ(Temporary queue)의 헤드(head)및 테일(tail)의 포인터 등으로 구성된다.

셀을 저장하는 셀버퍼 CB(Cell buffer)는 FQ(Free queue)와 TQ와 CSQ(Cell slot queue)와 0Q의 4개 큐로 구성되며, 각 큐는 하나의 ATM셀과 포인터로 구성된 CM(Cell memory)을 링크드 리스트(Linked-List)로 관리한다.

FQ는 비어있어서 입력셀을 저장할 수 이있는 큐이며 하나의 헤드와 테일이 필요하며, CSQ는 예상출력시간에 맞추어 등록된 셀들의 큐이며 최대 셀지연변이를 수용할 수 있을 만큼 필요하며 도면에서는 K개로 나타내었으며 따라서 K개의 헤드와 테일이 필요하며, TQ는 간격제어기로 입력된 셀이 바로 전에 입력된 셀이 출력되진 않았기 때문에 예상출력시간을 알수 없기 때문에 임시로 저장하는 큐로서 연결의 수 만큼의 헤드 및 테일이 필요하며 도면에서는 N으로 나타내었으며, 0Q는 매 셀시간마다 차례로 셀이 출력되도록하는 큐로서 하나의 헤드와 테일이 필요하다.

타이머는 CM의 등록, 이동, 삭제등을 고나리하기 위한 것으로서 셀시간으로 동작한다.

셀 입력시의 동작을 살펴보면, 먼저 입력셀을 FQ 의 헤드가 가르키는 CM에 셀데이타를 저장한 다음 입력셀의 연결을 확인하고 같은 연결의 셀이 CSQ와 0Q에 있으면 TQ에 등록하고, 없으면 다음의 (식 1)과 같이 전번셀이 출력된 시간 TDTn-1과 0Q의 큐잉지연을 보상하기 위한 DOQ와 타이머의 현재시간 t와 CSQ의 갯수 K 값으로 부터 예상출력시간(이하, EDT라 함)를 계산하여 이에 해당하는 EDTn 번째의 CSQ에 등록한다.

즉, 전번 TDT에 0Q의 지연을 보상하는 항을 뺀 값이 타이머가 가리키는 현재시간보다 크면 이후시간에 출력되도록 CSQ에 등록되며, 현재시간이 크면 타이머가 현재 가르키는 CSQ의 배열에 셀을 등록하게 된다.

CSQ에서 0Q로의 셀 이동은 매셀시간 마다 증가하는 타이머에 의하여 표시되는 해당 CSQ에 등록된 모든셀을 0Q의 테일에 등록한다.

0Q로부터의 출력은 0Q에 셀이 있으면 매 셀시간 경과마다 0Q의 헤드로부터 하나의 셀을 출력하고, 다음번의 셀이 출력될 예상시간에 대한 논리적출력시간을 전번의 논리적출력시간 TDTn-1과 현재의 시간 t와 최소방출간격 PEI로 부터 (식 2)와 같이 계산하여 CAT에 새로운 TDT로 등록한다.

0Q에서 출력된 셀과 동일한 연결에 속하는 셀이 TQ에 있으면 새로 개선된 TDT를 이용하여 해당 TQ의 첫 번째 셀을 (식 1)과 같이 계산하여 CSQ에 등록한다.

0Q에서 셀이 출력되면 해당셀의 데이타 저장에 사용된 CM은 FQ로 등록되며, 이는 링크드 리스트의 기본기능이다.

제2도는 본 발명에서의 셀처리를 보여주는 일예시도로서, 도면에서 DOQ는 0Q 지연 보상을 나타내며, P는 피크 에미션 인터벌(Peak emission interval)을 나타낸다.

간격제어기로 입력된 셀이 밀집된 경우 제1도의 CSQ에 등록하는 EDT 값은 전번 TDT와 0Q의 큐잉지연보상항으로 결정되며, 이러한 셀들이 실제로 출력되는 시간은 EDT에서 약간의 지연 이후가 된다.

도면에서 a1, a2,…는 입력셀을 나타낸다.

EDT는 (식 1)로 부터 구한값이며, 간격제어기 출력은 EDT에서 지연이 발생할 수 있음을 보여준다.

TDT는 셀이 출력될 경우(식 2)로 부터 계산되며, 밀집셀의 경우 TDT가 현재시간보다 대개 크다.

a4셀은 TDT 보다 현재시간이 큰 경우이다.

RDT 방식과 구분하기 위하여 RDT의 재방출간격제어 방식을 살펴보면, CSQ에 등록할 때의 예상출력시간은 (식 3)과 같으며 TDT와의 차이는 0Q에서의 지연이 고려되지 않은 것과 최소방출간격 PEI를 이때 고려하고 있다.

또한 셀이 0Q에서 출력되면 이때의 시간이 새로운 RDT로 개선된다.

따라서 RDT 방식에서의 큐잉지연을 살펴보면, CSQ에 등록된 셀이 0Q로 이동하여 큐잉지연을 가지면서 출력되므로 0Q에서 셀이 출력되어 개선되는 RDT는(식 4)와 같이 된다.

여기에서 d는 0Q에서의 큐잉지연을 나타내며 0,1,2… 등의 수로 표현되며, 링크의 점유율 및 연결의 수 등에 의하여 상한값이 제한되며, 실시예에서는 대부분 0과 1정도의 지연을 보였으며, 큰지연에서는 빈도가 현저히 줄어들면서 최대 6까지 발생하는 것을 확인하였다. (식 3)을 다시 정리하면 (식 5)와 같다.

여기에서 dn는 CDV에 의한 셀전달지연이며, {,}⁺는

이다, (식4) ac (식5)로부터 RDT는 (식 6)와 같이 정리할 수 있다.

여기에서

이며 CDVmax는 최대 CD를 나타낸다.

따라서 RDTn은 (식 7)와 같이 된다.

RDTn≤(n-1)T+RDT1+CDVmax+

(식 7)로부터 RDT느 큐잉지연항이 계속 누적되어 RDT에 영향을 주는 것을 알 수 있다.

상기 (식 7)에서 나타나는 큐잉지연 누적항을 없애기 위하여 예상시간 보다 조금 빠른시간으로 CSQ에 등록하도록 하였으며, 출력되는 시간으로부터 개선시키는 값은 0Q에서 출력되는 시간 RDT 대신 0Q에서 이론적으로 출력되어야하는 시간 TDT를 사용한다.

본 발명에서 제안한 방식은 셀간격제어기에 적용할 경우 셀 입력시의 처리의 제3도에서와 같으며, 셀 출력시의 처리는 제4도에서와 같다.

제3도 및 제4도에서는 ATM 셀의 헤더에 있는 셀손실 우선순위를 나타내는 CLP 비트를 구분하여 수행할 경우이다.

제3도에서는 먼저, 셀이 입력되면 같은 연결에 속하는 셀이 CSQ 또는 0Q에 있는지를 확인한 다음, 있으면 같은 연결의 TQ에 저장한다.

없으면 상기(식1)에 근거하여 먼저 CLP=0과 1인 셀의 통합트래픽인 CLP=0+1 트래픽에 대하여 EDT₀₊₁를 계산한 다음, 입력셀이 CLP=0이면 이에 대한 EDT₀를 계산하고 EDT₀₊₁과 EDT₀과 현재시간 t 가운데 큰값을 EDT로 취하여 CSQ에 등록한다.

CLP=1이면 EDT₀₊₁를 EDT로 취하여 CSQ에 등록한다.

제4도에서는 0Q로부터 하나의 셀이 출력될 때 상기 (식2)에 근거하여 사용자와 망간에 협정된 CLP=0+1 트래픽 파라메타를 기준으로 CLP=0+1에 대하여 TDT0₊₁를 개선한 다음, 해당셀이 CLP=0이면 사용자와 망간에 협정된 CLP=0 트래픽 파라메타를 기준으로 TDT₀을 개선한다.

해당셀이 CLP=1이면 TDT₀개선은 발생하지 않는다.

이와 같이 TDT개선이 완료된 다음 해당셀과 같은 연결의 셀이 TQ에 있는지를 조사하고 있으면 첫번째 셀을 상기(식1)에 근거하여 CSQ에 등록한다.

상기와 같은 본 발명은 ATM 셀의 셀간 간격을 제어함에 있어서 셀이 간격제어기에서 출력되는 시간을 논리적출력시간으로 처리하고, CSQ에 등록할 때 0Q의 지연을 보상하여 약간 이른시간으로 등록되도록 함으로써 기존 RDT 방식과 마찬가지로 기존 ART의 셀간격제어기 CDV 발생을 극복하였으며, 기존 RDT 방식의 큐잉지연누적을 해결하였다.

따라서 본 발명은 간격제어기를 구현함에 있어서 간격제어기의 출력되는 시간을 이용하여 실제적으로 셀간 간격 제어가 가능한 효과가 있다.

Claims (3)

1. 비동기전달모드 간격제어기의 재방출간격 제어방법에 있어서, 셀이 입력되면 같은 연결에 속하는 셀이 셀슬롯 큐(Cell slot queue ; 이하, CSQ라 함) 또는 출력 큐(Output queue ; 이하, 0Q라 함)에 있는지를 확인하는 제1단계 ; 같은 연결에 속하는 셀이 상기 셀 슬롯큐 또는 출력큐에 존재하면 같은 연결의 TQ(Temporary queue)에 저장하고, 없으면 셀손실 우선순위0과 1인 셀의 통합트래픽에 대하여 통합 예상 출력시간을 계산하는 제2단계 ; 입력셀 셀손실 우선순위가 0이면 이에 대한 예상 출력시간으로 취하여 상기 CSQ에 등록하고, 셀손실 우선순위1이면 예상 출력시간1을 예상 출력시간으로 취하여 상기CSQ에 등록하는 제3단계 ; 상기 0Q로부터 하나의 셀이 출력될 때 사용자와 망간에 협정된 통합 셀 우선순위 트래픽에 대하여 통합 논리적 출력시간을 개선하고, 해당셀이 셀 우선순위0 이면 사용자의 망간에 협정된 셀 우선순위0 트래픽 파라메타를 기준으로 논리적 출력시간0을 개선하는 제4단계 ; 논리적 출력시간 개선이 완료된 다음 해당 셀과 같은 연결의 셀이 상기 TQ에 있는지를 조사하는 제5단계 ; 및 첫 번째 셀을 상기 CSQ에 등록하고 없으면 종료하는 제6단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 비동기전달모드 간격제어기의 재방출간격 제어방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 입력셀을 CSQ에 등록하기 위하여 0Q의 지연을 보상하는 것을 특징으로 하는 비동기전달모드 간격제어기에 재방출간격 제어방법.
3. 제1항에 있어서, 앞선 출력셀로부터 개선된 논리적출력시간과, 현재의 시간을 계산하여 CSQ에 등록하고, 출력셀에 대하여 해당연결의 최소방출간격과, 앞선 출력셀로부터 개선된 논리적출력시간과, 현재의 시간을 계산하여 논리적출력시간을 개선하는 것을 특징으로 하는 비동기전달모드 간격제어기의 재방출간격 제어방법.