KR0183321B1 - 광 에이티엠 교환기에서의 셀간 충돌 해소를 위한 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광교환기술에 관련하여 광 ATM 교환기 내에서 발생하는 셀 사이의 충돌을 해소하기 위한 장치를 제시하고 있다. 종래의 기술은 입력된 셀들의 헤더를 검출하여 각각의 셀이 가고자 하는 목적지를 파악한 후 그 정보를 중앙의 충돌 해소기에서 모두 모아 충돌이 생기는 셀들을 알아낸 후 충돌을 피하도록 하는 중앙 집중적인 방법을 사용하고 있다. 이러한 종래 기술은 교환기의 용량이 커지고 속도가 빨라지면 많은 양의 정보를 한꺼번에 처리하여야 하는 문제가 발생하여 결국 교환기의 용량과 속도에 한계를 가져오게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 본 발명에서는 중앙집중이 아닌 분산형 방법을 사용하여 교환기의 각 입력단자에 충돌 해소기를 두어 각자 하나의 입력에 대한 처리만 하면 될 수 있도록 하였고 정보를 처리하는 과정에서도 전부 전기적인 제어방식을 택하지 않고 핵심부분을 광으로 처리하도록 하였다. 그러므로 종래의 방법에서 발생되는 교환기의 용량과 속도의 제한을 피할 수 있다.

Description

광 ATM 교환기에서의 셀간 충돌 해소를 위한 장치(Device for cell contention in photonic ATM switch)

본 발명은 광 ATM 교환기에 있어서 셀 사이의 충돌을 효과적으로 해소하여 데이터 처리 용량과 처리 속도를 향상시키는데 그 목적이 있다.

본 발명은 광 ATM 교환기에 관한 것으로서, 특히 광 ATM 교환기 내에서 발생하는 셀 사이의 충돌을 해소하기 위한 장치에 관한 것이다.

도 1은 종래의 중앙 집중식에 의한 셀 사이의 충돌 해소를 위한 장치의 블록 구성도이다.

종래 기술에서는 도 1에 도시된 바와 같이, 다수개의 헤더 검출기(10a,...,10n)가 입력되는 셀들의 헤더를 전기신호로 변환하여 각각 셀의 목적 주소를 파악하고, 그 파악된 정보를 하나의 충돌 해소기(30)가 모두 받아 같은 목적 주소를 가진 셀들의 수를 파악한 후 다수개의 변환기(20a,...20n)를 제어하여 충돌하는 셀들의 파장이나 시간적인 위치 등을 변환해주어 광 스위치(40)에 셀을 전달함으로써 셀간 충돌을 해소하였다.

그러나, 이러한 종래기술의 문제점은 충돌 해소기가 전기적인 제어방식을 사용하고 있고 중앙 집중식이라는 점이다. 중앙 집중식 충돌 해소기의 사용은 교환기의 규모가 커지면 처리하여야 할 데이터의 양이 많아져 처리속도가 떨어지게 되어 교환기의 교환 용량이 제한을 받게 된다. 또한 전기적인 제어방법 역시 교환되는 셀의 속도가 높아지면 전기소자의 속도한계로 인한 문제가 발생하게 된다.

따라서, 본 발명은 상기 문제점들을 해결하기 위하여 분산식에 의해 충돌을 해소하고 전기적 제어가 아닌 광신호를 사용하여 정보를 처리하는 광 ATM 교환기내에서의 셀간 충돌 해소를 위한 장치를 제공하는데 있다.

제1도는 종래 기술에서의 중앙 집중식에 의한 셀간 충돌 해소를 위한 장치의 블록 구성도.

제2도는 본 발명에 따른 분산식에 의한 셀간 충돌 해소를 위한 장치의 블록 구성도.

제3도는 제2도의 충돌 해소기의 내부 블록 구성도.

제4도는 충돌 해소기의 동작 타이밍도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10a,...,10n, 43 : 헤더 검출기 20a,...,20n, 50 : 변환기

30a,...,30n : 충돌 해소기 35 : 고리

40 : 광 스위치 41, 49 : 제1, 제2교체기

42 : 레이저 다이오드 44 : 토큰 선택신호 발생회로

45 : 광 논리곱 소자 46 : 토큰 재생기

47 : 시간 지연소자 48 : 광섬유 지연선

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 광 ATM 교환기에서의 셀간 충돌 해소를 위한 장치는, 광스위치를 포함하고, 다수개로 입력되는 셀의 헤더를 읽어 그 셀이 가고자 하는 목적지를 파악하는 다수개의 헤더 검출수단과; 고리 모양으로 여러개의 광신호로 이루어진 토큰이 돌도록 상기 다수개의 헤더 검출수단 각각에 연결되어, 상기 다수개의 헤더 검출수단 각각에서 파악된 목적지 정보에 해당되는 상기 토큰을 취하여 그 토큰 상의 정보에 의해 동시에 분산시켜 충돌을 해소하는 다수개의 충돌 해소 수단과; 그리고 상기 다수개의 충돌 해소 수단 각각으로부터 전달된 광신호 정보에 근거하여 상기 입력된 셀에게 파장, 시간, 공간 상의 위치를 할당하여 상기 광스위치에 전달하는 다수개의 변환수단으로 구성되어, 고리 상을 여러개의 광신호로 이루어진 토큰이 돌도록 함으로써 분산식에 의해 셀의 충돌을 해소시키는 특징이 있다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 광스위치의 입력부에 고리모양으로 여러개의 토큰을 돌도록 하여 광스위치의 각 입력단자에서 셀의 충돌을 해소시키도록 하는 것이다.

즉, 도 2를 참조하여 본 발명의 분산식에 의한 셀간 충돌 해소를 위한 장치를 살펴보면 다음과 같다.

도 2에 도시된 고리(35)가 셀 충돌 해소를 위한 고리이다. 이 고리(35) 상에 돌고 있는 토큰의 수는 출력 단자의 수와 같고 토큰 각각이 출력단자에 하나씩 대응된다.

셀이 입력 단자로 들어오면 다수개의 헤더 검출기(10a,...,10n)는 이 셀의 헤더를 읽어 그 셀이 가고자 하는 목적지를 파악하여 다수개의 충돌 해소기(30a,...,30n)에 정보를 주면 각 입력 단자의 충돌 해소기(30a,...,30n)는 그 셀이 가고자 하는 출력단자에 해당하는 토큰을 취하여 토큰 상의 정보에 의하여 충돌을 피할 수 있는 파장이나 공간, 시간상의 위치를 배정받아 충돌을 해소하고 그 정보를 다시 토큰에 기록한 후 다음 입력 단자로 보낸다. 토큰들이 고리(35) 상을 한 바퀴 돌고 나면 이 토큰들은 초기화되어 다음 셀에 대하여 충돌 해소작업을 수행하게 된다. 이 구조는 여러개의 토큰을 사용하기 때문에 토큰이 하나인 경우에 비하여 한 번에 여러 곳에서 정보를 동시에 처리할 수 있어 다른 입력 단자에서 토큰을 처리하는 동안에 기다려야 하는 문제를 해결할 수 있고 그만큼 토큰의 속도를 낮출 수 있다.

도 3은 충돌 해소기의 내부 블록 구성도이고, 도 4는 도 3에서 각 부분의 동작 타이밍도를 나타낸 것으로서, 이를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3에서 굵은 실선과 가는 실선은 광신호의 흐름을 나타내고, 점선은 전기신호의 흐름을 나타낸다.

도 3에서 제1교체기(41)와 제2교체기(49)는 광스위치나 반도체 광증폭기, 마하-젠더 광변조기 등을 사용할 수 있고, 광 논리곱(AND) 소자(45)는 반도체 광증폭기나 마하-젠더 광변조기를 사용할 수 있다. 또한 토큰 선택신호 발생회로(44)는 디지털 전자 소자를 사용하고, 토큰 재생기(46)는 반도체 광증폭기와 광결합기로 구성할 수 있다.

보다 구체적으로 설명하면, 제1교체기(41)는 제어신호(41a)에 따라 토큰을 초기화하는 기능을 한다, 토큰의 초기화는 토큰이 고리를 한 바퀴 돌 때마다 한번씩 수행되고 모든 충돌 해소기에서 동시에 일어난다. 레이저 다이오드(42)로부터는 광펄스들의 열이 나오고 있는데, 도 4에서와 같이 초기화 신호가 '1'인 동안 기존의 토큰이 레이저 다이오드(42)로부터 나오는 광펄스들로 바뀌게 된다.

초기화를 거치면 토큰은 N개의 펄스로 구성된다. 도 4의 타이밍도에서 보는 바와 같이, 초기화 직후 i번째 충돌 해소기에는 i번째 출력단자를 나타내는 토큰이 있다. 토큰 선택신호 발생회로(44)는 헤더 검출기(43)로부터 셀의 목적지를 나타내는 신호를 받아서 해당되는 토큰을 취할 수 있도록 타이밍도의 f와 같은 신호를 발생시킨다. 타이밍도에서는 i번째 입력단자로 들어온 셀이 k번째 출력단자로 가고자 하는 경우를 나타내고 있다.

이 토큰 선택신호 발생회로(44)로부터 발생된 제어신호와 고리(35) 상을 돌고있는 신호를 광 논리곱 소자(45)에 의해 논리곱시키면 도 4의 c신호와 같이 셀이 가고자하는 출력단자에 해당하는 토큰만이 남게 된다.

이 남은 토큰의 현재상태를 보면 지금까지 같은 출력단자로 가고자 하는 셀의 수와 할당받을 수 있는 파장, 공간, 시간상의 위치를 알 수 있다. 예를 들어서 토큰 내부에 펄스가 N'개 있다면 지금까지 같은 출력단자로 가고자 하는 셀은 N-N'개가 있었고, 할당받을 수 있는 파장, 시간, 공간상의 위치는 N-N'+1이다. 이 정보를 바탕으로 변환기(50)는 셀에게 파장, 시간, 공간상의 위치를 할당하게 된다. 만약에 토큰 내부에 펄스가 하나도 없으면 할당할 수 있는 파장, 시간, 공간상의 위치는 없는 것이고 이 셀은 손실 처리되게 된다.

파장, 공간, 시간상의 위치를 할당한 후에는 이 토큰 상에 그 정보를 실어 주어야 하는데 그 작업을 토큰 재생기(46)가 수행한다. 이 토큰 재생기(46)가 하는 동작은 토큰 내의 펄스를 하나 제거하는 일이다. N'개의 펄스를 가지는 토큰이 토큰 재생기(46)에 들어왔다면 나갈 때는 N'-1개의 펄스를 가지게 된다.

이 바뀐 토큰을 원래의 고리상의 바뀌기 전의 토큰과 교체하여 실어주는 것이 제2교체기(49)이고 이는 제어신호(47a)에 의해서 수행된다. 그 제어신호(47a)는 토큰 선택신호 발생회로(44)로부터 발생된 신호를 시간지연 소자(47)를 통하여 시간 지연을 준 것인데, 이 시간 지연은 상기 광 논리곱 소자(45)와 토큰 재생기(46)를 거치는 동안 걸리는 시간과 같도록 한다.

또한, 도 3의 광섬유 지연선(48)은 셀의 충돌 해소를 위한 고리(35) 상에 존재하여 원래의 토큰과 토큰 재생기(46)를 통하여 바뀐 토큰이 동시에 제2교체기(49)에 도달할 수 있도록 원래의 토큰에 시간 지연을 주게 된다. 그리고 제2교체기(49)에 도착한 원래의 토큰은 상기 시간지연 소자(47)로부터 전달된 제어신호(47a)에 의하여 토큰 재생기(46)에서 발생시킨 새 토큰으로 교체되어 고리(35)상을 돌게 된다.

이상과 같은 본 발명은 셀의 충돌해소를 위한 고리상을 여러 개의 광신호로 이루어진 토큰이 돌도록 함으로써 분산형으로 셀의 충돌을 해소하는 것으로서, 광신호의 고속성과 분산형 구조를 사용한다는 장점을 가지고 있어 종래기술에서 중앙 집중형이고 전기적인 제어방식을 사용할 경우에 발생하는 처리 용량의 한계와 처리 속도의 한계를 극복할 수 있다.

Claims (3)

1. 광스위치를 포함하는 광 ATM 교환기에서의 셀간 충돌 해소를 위한 장치에 있어서, 다수개로 입력되는 셀의 헤더를 읽어 그 셀이 가고자 하는 목적지를 파악하는 다수개의 헤더 검출수단과, 고리 모양으로 여러개의 광신호로 이루어진 토큰이 돌도록 상기 다수개의 헤더 검출수단 각각에 연결되어, 상기 다수개의 헤더 검출수단 각각에서 파악된 목적지 정보에 해당되는 상기 토큰을 취하여 그 토큰 상의 정보에 의해 동시에 분산시켜 충돌을 해소하는 다수개의 충돌 해소 수단과, 그리고 상기 다수개의 충돌 해소 수단 각각으로부터 전달된 광신호 정보에 근거하여 상기 입력된 셀에게 파장, 시간, 공간상의 위치를 할당하여 상기 광스위치에 전달하는 다수개의 변환수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 광 ATM 교환기에서의 셀간 충돌 해소를 위한 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 토큰의 수는 상기 광 스위치의 출력단자의 수와 동일하고 그 출력단자에 하나씩 대응한 것을 특징으로 하는 광 ATM 교환기에서의 셀간 충돌 해소를 위한 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 다수개의 충돌 해소 수단 각각은 상기 토큰이 고리를 한 바퀴 돌 때마다 초기화 제어신호에 따라 그 토큰을 초기화하는 제1교체기와, 상기 초기화 제어신호가 상기 제1교체기에 입력될 때 기존의 토큰을 다수개의 광펄스를 상기 제 1교체기를 통해 출력시키는 레이저 다이오드와, 상기 헤더 검출수단으로부터 전달된 셀의 목적지를 신호를 받아 해당되는 토큰을 선택하기 위한 신호를 발생하는 토큰 선택신호 발생회로와; 상기 토큰 선택신호와 상기 제1교체기로부터 출력되어 고리를 돌고 있는 신호를 광 논리곱 하여 셀이 가고자 하는 출력단자에 해당하는 토큰만 상기 변환수단에 출력하는 광 논리곱 소자와; 상기 광 논리곱 소자에서 출력된 토큰내의 펄스를 하나 제거하는 토큰재생기와; 상기 발생된 토큰 선택신호를 상기 광 논리곱 소자와 상기 토큰 재생기를 거치는 시간과 같도록 시간을 지연시키는 시간 지연소자와; 상기 토큰 재생기에서 펄스가 제거되어 바뀐 토큰을 상기 시간 지연소자를 통해 지연된 토큰 선택신호에 따라 원래의 고리상의 토큰과 새롭게 교체시켜 고리상에 실어주는 제2교체기와; 및 상기 고리상에 존재하여 원래의 토큰과 상기 바뀐 토큰이 동시에 상기 제2교체기에 전달되도록 원래의 토큰에 시간 지연을 주는 광섬유 지연선으로 구성된 것을 특징으로 하는 광 ATM 교환기에서의 셀간 충돌 해소를 위한 장치.