KR100198432B1

KR100198432B1 - 10gbps 동기식 전송방식 광전송 시스템에서의 프레임 위상 동기 장치

Info

Publication number: KR100198432B1
Application number: KR1019960062711A
Authority: KR
Inventors: 조재일; 이태희; 이유경
Original assignee: 이계철; 한국전기통신공사; 정선종; 한국전자통신연구원
Priority date: 1996-12-07
Filing date: 1996-12-07
Publication date: 1999-06-15
Also published as: KR19980044609A

Abstract

10Gbps SDH 전송 시스템은 동기식 광전송 장비로서 동기식 전송 방식에 맞게 구성된 각기 다른 여러개의 종속부(STM-1, STM-4, STM-16) 신호를 고속신호인 STM-64 로 다중하여 상대편 대국으로 전송하고 그 역으로 상대편 대국으로부터 10Gbps 광 신호를 수신하여 여러개의 종속신호로 역다중하는 장치이다. 이러한 종속신호들은 각각 동기식 전송 방식에 맞는 자체 프레임을 구성하게 되고 이러한 종속신호들을 다중화하여 구성되는 고속신호 역시 동기식 전송 방식에 맞는 프레임을 구성하게 된다. 이러한 종속신호들을 다중화하여 고속 신호를 구성할 때 다중화 전단에서 각 종속부 신호의 프레임 위상은 똑같은 위치에 있어야 10Gbps 고속 다중이 정상적으로 이루어지게 된다. 본 발명에서는 10Gbps 광전송 시스템에서 각 종속신호를 고속부로 다중화할 때 제각기 구성된 종속신호 프레임 상호 간의 위상차를 해결할 수 있는 프레임 위상 동기방식을 고안하여 다중화 입력단에 도착된 각 종속신호들의 프레임 위상을 하나의 위치로 동기시키고자 한다.

Description

10Gbps 동기식 전송방식 광전송 시스템에서의 프레임 위상 동기 장치

본 발명은 10Gbps 동기식 전송방식 광전송 시스템에서의 프레임 위상 동기 장치에 관한 것이다.

동기식 전송방식(SDH: Synchronous Digital Hierarchy) 구조에 따라 10Gbps 전송장치를 설계함에 있어 10Gbps 데이터를 구성하는 구성요소는 2.5 Gbps (STM-16), 622Mbps, (STM-4), 155Mbps(STM-1)등의 종속부 신호가 있다.

10Gbps 광전송을 직접 수행하는 부분을 고속부라 하고, 위에서 언급한 STM-16, STM-4,STM-1 등 10Gbps 신호의 구성요소가 되는 신호를 종속부(tributray)라 한다. 이와 같은 종속부 신호를 동기식 전송방식에 의해 다중화하여 고속부 신호인 10Gbps 신호를 만드는 것이 10Gbps 전송 장치의 역할이 된다.

이러한 종속신호들은 각각 동기식 전송 방식에 맞는 자체 프레임으로 구성되고 이러한 종속신호들을 다중화하여 구성되는 고속신호 역시 동기식 전송방식에 맞는 프레임을 구성하게 된다. 이러한 종속 신호들을 다중화 하여 고속 신호를 구성할 때 다중화 전단에서 각 종속부 신호의 프레임 위상은 똑같은 위치에 있어야 10Gbps 고속 다중이 정상적으로 이루어지게 된다. 그러나 각기 다른 구조로 다중화된 종속부 상호 간의 프레임 위상은 항상 같은 위치에 존재할 수 없기 때문에 이로 인한 위상차를 조정하지 않으면 정상적인 10Gbps 신호를 형성할 수 없게 된다.

제1도는 10Gbps 광전송 시스템의 전체적인 구성을 보여준다.

제1도에서와 같이, 10Gbps 광전송 시스템은, 10Gbps(STM-64)를 처리하는 고속부(100)와, 여러개의 서로 다른 종속부(STM-1, STM-4, STM-16)(230, 220, 210)로 나뉘어 진다.

10Gbps 광전송 장치의 광수신부(110)는 상대편 대국으로부터 10Gbps 광신호를 받아 전기적 신호를 변환하고 변환된 10Gbps 신호를 역다중부(120)에서 역다중후 해당 종속부의 다중부(213, 223, 233)로 전송하게 된다. 종속부의 다중부에서는 고속부의 역다중부(120)로부터 수신된 신호에 동기식 전송 방식에 맞는 오버헤드 등을 삽입하여 다중하게 되고, 그 다중된 종속 신호는 해당 광송신부(214, 224, 234)를 통해 출력되게 된다. 그 역으로 각 종속부(210, 220, 230)의 광수신부(211, 221, 231)에서는 해당 종속신호를 광으로 수신하여 전기적 신호로 변환하고 해당 종속 신호를 역다중부(212, 223, 232)에서 역다중한 후, 고속부의 다중부(130)로 전송하게 된다. 고속부의 다중부(130)에서는 입력된 종속 신호에 동기식 전송 방식에 맞는 오버헤드 등을 삽입하여 다중하게 되고 이렇게 다중된 신호를 10Gbps 광송신부(140)에서 전/광 변환하여 상대편 대국으로 전송하게 된다.

제2도는 10Gbps 광전송 시스템에 수용되는 종속 신호가 고속 신호로 다중되는 다중화 과정을 설명한다.

종속신호로 STM-16, STM-4, STM-1을 10Gbps 광전송 시스템에서 수용한다는 것은 독립적으로 동작되고 있는 STM-1, STM-4, STM-16 전송 시스템과 연동하는 것을 의미하며, 이렇게 각각 독립적 전송 시스템들은 제각기 자신들이 클럭에 동기되어 있기 때문에 10Gbps 신호로 다중화 되기 위해서는 필수적으로 동기식 전송 방식에서 사용되는 포인터 처리에 의한 동기화 과정을 수행해야 한다.

제2도는 STM-16 종속부(210), STM-4 종속부(220), STM-1 종속부(230)에 나타난 STM-16 포인터 처리부(215), STM-4 포인터 처리부(225), STM-1 포인터 처리부(pp16, pp4, pp1)에서는 위에서 언급한 것처럼, 종속부 신호가 고속부 신호로 접속될 때 고속부(100)의 기준 클럭 및 프레임 제어부(150)로부터 수신한 기준 클럭과 기준 프레임을 이용하여 포인터 처리에 의한 동기화 과정을 수행하게 된다.

포인터 처리에 의해 10Gbps 전송시스템의 기준 클럭에 동기된 각 종속 신호들은 여러개의 종속신호 처리 장치로부터 만들어지기 때문에 장치 상호간의 지연 편차 등으로 인해 고속부 입력단에는 1∼2비트 정도의 스큐(scew)를 가지고 도착되게 된다. 이러한 종속신호 상호 간의 스큐는 고속부의 다중화부(130)에서 단순 다중화 되기 전에 제거되어야 하기 때문에, 이를 해결하기 위해 고속부 입력단의 프레임 위상 정렬부(160)에서는 1∼2비트 정도의 스큐를 갖고 입력되는 모든 데이터를 기준 클럭 및 프레임 제어부(150)에서 제공되는 기준 프레임 싱크(FS) 신호와 기준 클럭에 위상 동기시키게 된다.

여러 종류의 종속부 신호를 수용하는 10Gbps 전송 시스템에서는 각 종속신호가 각기 다른 방식으로 구성되기 때문에 그 특성상 각 프레임의 상대적 위치가 고속부의 프레임 위상 정렬부(160)에서 조정될 수 있는 범위를 벗어나 있을 수 있다. 결국, 고속부에 도착될 종속 신호의 프레임 위상이 고속부의 프레임 위상 정렬부(160)에서 조정될 수 있는 범위 안에 있도록 하기 위해 고속부와 종속부 간의 프레임 위상을 제어할 수 있는 제2도의 기준 클럭 및 프레임 제어부(150)가 필요하게 된다.

다시 말하면, 제2도의 기준 클럭 및 프레임 제어부(150)에서는 여러개의 종속부로부터 고속부로 입력되는 종속신호의 상대적 프레임 위치가 고속부의 프레임 위상 정렬부에서 정렬될 수 있는 범위안에 있게 하기 위해 종속부로 공급되는 기준 프레임의 위상을 조정하게 된다.

제2도에서 보는 것처럼, 기준 클럭 및 프레임 제어부(150)에서는 고속부의 프레임 위상 정렬부(160)와 각 종속부(210, 220, 230)에 클럭과 프레임을 공급한다. 종속신호를 고속신호로 다중하기 위해 고속부의 다중화부(130) 입력단에 도착된 종속 신호는 반드시 동일한 위치에 프레임이 정렬되어 있어야 하기 때문에, 고속부의 프레임 위상 정렬부(160)에 공급될 프레임 신호를 기준으로 하여 종속신호를 처리하는데 필요한 시간을 고려하여 각 종속부로 프레임 신호를 보내야만 한다.

제3도는 종속신호 처리에 따른 프레임 위치를 나타낸다.

종속 신호 처리에 따른 프레임 위치의 변화로는, 종속부(200)내의 포인터 처리부(여기서는 도면부호 215만을 예로 듦)(215)에 의한 동기화 과정에서 발생되는 지연(pp: Pointer processing delay)과 포인터 처리에 의해 기준 클럭에 동기된 종속신호가 고속부(100)로 전송될 때 발생되는 지연(d)(216)이 있으며, 이에 의해 고속부 입력단에서의 종속 신호 프레임의 위치는 기준 클럭 및 프레임 제어부(150)에서 공급 받은 프레임 보다 상기(pp + d)만큼 지연되어 (A)와 같이 나타나게 된다.

그래서 기준 클럭 및 프레임 제어부(150)가 고속부에 공급하는 프레임 위상을(D)라 할 때, 종속부로부터 전송되어온 종속 신호의 프레임 위상(C)는 고속부의 프레임 위상 정렬부(160)가 정상적으로 동작될 수 있는 위상차 범위인 A를 만족할 수 있는 위치에 있어야 고속부의 프레임 위상 정렬부(160)가 정상적으로 동작되게 된다.

제3도의 경우는, 임의의 한 종속부 신호에 대한 지연을 나타내고 있으며, 10Gbps 전송 시스템에 수용될 종속부로는 STM-16, STM-4, STM-1이 있으므로 각 종속부에서 고속부로 입력될 종속신호의 처리 지연은 모두 다르게 된다.

결국, 한 두 비트의 장치 상호간의 데이터 스큐는 제3도에 나타난 고속부 내의 프레임 위상 정렬부(160)에서 흡수될 수 있으나, 근본적인 프레임 위상은 제3도의 기준클럭 및 프레임 제어부(150)에서 조정해야 한다.

다시말해, STM-16, STM-4, STM-1에 사용될 제3도의 클럭과 프레임(A)이 모두 다르게 기준 클럭 및 프레임 제어부(150)로부터 공급되어야만 고속부(100)의 프레임 위상 정렬부(160)에 입력되는 각 종속부로 부터의 프레임 위상은 항상 같은 위치에 존재하게 된다.

결국, 10Gbps 전송 시스템에서는 STM-1, STM-4, STM-16을 모두 수용할 때, 각각의 종속 신호의 포인터 처리 및 종속부에서 고속부로의 전송 지연이 서로 다르게 되기 때문에, 종속부의 종류에 따라 기준 클럭 및 프레임 제어부(150)에서는 여러개의 기준 클럭 및 프레임을 제공해 줄 수 있어야 한다.

그러나, 각 종속부로 공급되는 기준 클럭 및 프레임 위상제어를 고속부에서만 하게 될 경우 고속부에서의 종속부로의 클럭 및 프레임 위상공급은 항상 정해진 포트를 통해 정해진 종속부에만 공급되어야 하는 제한성을 갖게 한다. 이것은 시스템 구성의 유연성을 확보하기 어렵게 만들고 10Gbps 전송 시스템에 수용되는 종속부의 종류 및 갯수를 임의로 조정할 수 없게 만드는 요인이 된다.

이와 같이 종래의 기술은, 다중화부 입력단에서 종속부 신호의 프레임 위상을 동기시키기 위한 프레임 위상 제어를 고속부에서 단독으로 수행하는 방식을 사용하고 있다.

10Gbps 전송 시스템에 수용될 종속부인 STM-1, STM-4, STM-16은 각기 다른 구조 및 처리방법에 의해 똑같은 기준 프레임 위상을 공급 받았다 하더라도 출력되는 프레임 위상은 상호간에 차이가 있게 되고, 이러한 상호 프레임 위상 차이를 해결하기 위해, 고속부의 프레임 위상 제어부에서 각 종속부로 공급할 기준 프레임 위상을 종속부별로 다르게 공급하여야 한다.

따라서 종래의 기술인 고속부에서 위상 제어를 단독으로 수행하는 방식을 사용하게 되면 고속부에서 종속부로 공급할 프레임 위상이 출력 포트 별로 미리 정해지게 되어 고속부에서 종속부로의 프레임 위상 공급은 항상 정해진 출력 포트를 통해 정해진 종속부에만 공급되어야 하는 제한성을 갖게 된다. 이것은 수용되는 종속부의 종류 및 갯수를 임의로 조정할 수 없게 만드는 요인이 되며, 시스템 구조의 유연성을 보장하지 못하게 만드는 단점이 있다.

10Gbps 광전송 장치에서 여러종류의 서로 다른 종속 신호를 수용하고자 할 때 각 종속신호를 생성하는 종속부들 사이에 신호 처리 방식 및 구조의 차이로 각 종속부에서 생성되는 종속부 신호 사이의 프레임 위상은 항상 같은 위치에 동기될 수 없다. 따라서 상호간의 위상이 정렬되지 않은 종속 신호들이 다중될 경우 생성되는 고속신호인 10Gbps 신호는 정상적으로 형성될 수 없다.

따라서, 본 발명에서는 이러한 종속부 상호간의 위상차를 해결하기 위해 고속부 1에서 일차적으로 대략적인 프레임 위상 제어를 하고, 각 종속부 특성에 따라 발생되는 위상차이는 이차적으로 종속부내에서 수행하게 하는 프레임 위상 동기 장치를 제공하고자 한다. 이러한 위상 동기장치를 이용하여 종속부와 고속부 상호간의 프레임 위상을 동기시킬 경우에는 시스템 구조의 유연성을 확보할 수 있는 상태에서 고속부 입력단에서의 종속신호의 프레임 위상은 항상 같은 위치에 존재하게 제어될 수 있게 된다.

제1도는 10Gbps 광전송 시스템 구성도.

제2도는 종속신호의 고속신호로의 다중화 과정.

제3도는 종속신호 처리에 따른 프레임 위치.

제4도는 본 발명의 프레임 위상 동기장치의 구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 고속부 160 : 프레임 위상 정렬부

170 : 기준 프레임 발생부 180 : 종속부 프레임 위상 제어부

190 : 고속부 프레임 위상 제어부 200 : 종속부

215 : STM-16 포인터 처리부 225 : STM-4 포인터 처리부

235 : STM-1 포인터 처리부 240 : STM-16 프레임 위상 제어부

241 : STM-4 프레임 위상 제어부 242 : STM-1 프레임 위상 제어부

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

제4도는 기준 클럭 및 프레임 위상 제어를 좀더 유연성(flexible)있게 구성하기 위해, 기준클럭 및 프레임 위상 제어부를 고속부와 각 종속부에 나누어 위치시키는 구성을 나타난다.

먼저, 고속부(100)에 위치한 기준 프레임 발생부(170)는 10Gbps 전체 시스템에 사용될 클럭과 프레임을 발생하며, 고속부 프레임 이상 제어부(180)는 고속부내에 사용될 프레임 위상을 제어(pc2)하게 된다. 또한 고속부(100)내의 종속부 프레임 위상 제어부(190)는 종속부(200)로 보낼 프레임의 위상을 일차적으로 제어(pc1)하여 STM-16 프레임 위상 제어부(240), STM-4 프레임 위상 제어부(241), STM-1 프레임 위상 제어부(242)로 공급되는 프레임 위상을 종속부의 종류에 상관없이 동일하게 출력해 준다. 그리고 각 종속부의 특성에 따른 프레임 위상의 차이는 종속부내에서 이차적으로 조정할 수 있게 종속부(200)내에 프레임 위상 제어(240, 241, 242)를 위치 시킨다.

이러한 구성의 경우, 고속부에 사용될 클럭 및 프레임 위상과 종속부로 공급할 프레임 위상은, 일차적으로 고속부(100)내에 조정하여 종속부의 종류에 상관없이 여러개의 출력 포트로 똑같이 출력되고, 나머지 각 종속부의 특성상 발생하는 프레임 위상의 차이는 종속부내에서 이차적으로 조정되게 된다.

이에따라 먼저, STM-16을 위한 프레임 위상 조정을 살펴보면, 제4도의 고속부내의 프레임 위상 정렬부(160, pa: 종속부로 수신된 신호의 1∼2비트 스큐 정렬)가 정상 동작될 수 있는 범위안에 STM-16 종속부로부터 수신되는 프레임 위상이 존재하게 하기 위해, 먼저 고속부(100) 내의 종속부 프레임 위상 제어부(190, pcl: 종속부로 고급될 프레임 위상을 조정)에서 일차적으로 종속부 전체에 대한 프레임 위상을 제어하고, STM-16 포인터 처리부(215, pp16; STM-16에서의 포인터 처리)의 지연(pp16) 및 고속부로의 전송 지연(250, d16)등을 고려하여 STM-16 종속부 내의 STM-16 프레임 위상 제어부(240, pc1-16; STM-1 종속부에 맞게 프레임 위상을 이차적으로 조정)에서 이차적으로 프레임 위상을 제어하게 된다.

다음으로, STM-4를 위한 프레임 위상 조정을 살펴보면, 제4도의 고속부내의 프레임 위상 정렬부(160, pa: 종속부로 수신된 신호의 1∼2비트 스큐 정렬)가 정상 동작될 수 있는 범위안에 STM-4 종속부로부터 수신되는 프레임 위상이 존재하게 하기 위해, 먼저 고속부(100)내의 종속부 프레임 위상 제어부(190, pc1: 종속부로 공급될 프레임 위상을 조정)에서 일차적으로 종속부 전체에 대한 프레임 위상을 제어하고, STM-4 포인터 처리부(225, pp4: STM-4에서의 포인터 처리)의 지연(pp4) 및 고속부로의 전송 지연(251, d4) 등을 고려하여 STM-4 종속부 내의 STM-4 프레임 위상 제어부(241, pc1-4: STM-1 종속부에 맞게 프레임 위상을 이차적으로 조정)에서 이차적으로 프레임 위상을 제어하게 된다.

다음으로, STM-1을 위한 프레임 위상 조정을 살펴보면, 제4도의 고속부내의 프레임 위상 정렬부(160, pa: 종속부로 수신된 신호의 1∼2비트 스큐 정렬)가 정상 동작될 수 있는 범위안에 STM-1 종속부로부터 수신되는 프레임 위상이 존재하게 하기 위해, 먼저 고속부(100)내의 종속부 프레임 위상 제어부(190, pc1: 종속부로 공급될 프레임 외상을 조정)에서 일차적으로 종속부 전체에 대한 프레임 위상을 제어하고, STM-1 포인터 처리부(235, pp1; STM-1에서의 포인터 처리)의 지연(pp1) 및 고속부로의 전송 지연(252, dl) 등을 고려하여 STM-1 종속부 내의 STM-1 프레임 위상 제어부(242, pc1; STM-1 종속부에 맞게 프레임 위상을 이차적으로 조정)에서 이차적으로 프레임 위상을 제어하게 된다.

종속신호를 고속신호로 다중하기 위해 고속부의 다중화 입력에 도착된 종속신호는 반드시 동일한 위치에 프레임이 정렬되어 있어야 10Gbps 다중이 정상적으로 수행된다. 본 발명에서는 10Gbps 광전송 시스템에서 각 종속신호를 고속부로 다중화할 때 각 종속 신호를 처리하는데 필요한 처리 지연 시간 등의 차이로 인해 발생되는 각 종속신호 프레임 상호 간의 위상차를 해결하기 위한 각 종속부의 프레임 위상 동기 방식을 고안하였고 이 방식을 사용할 경우 종속부 프레임 위상 제어를 고속부에서 일차적으로 제어하고 각 종속부 특성에 따라 종속부내에서 이차적으로 제어할 수 있게 되므로 시스템 구성의 유연성을 확보할 수 있고 수용되는 종속부의 종류 및 갯수의 제한성을 피할 수 있다.

본 발명의 목적은 10Gbps 광전송 시스템에서 각 종속신호를 고속부로 다중화할때 제각기 구성된 종속신호 프레임 상호 간의 위상차를 해결하기 위한 프레임 위상 동기 방식을 고안하여 고속부의 다중화 입력단에 도착된 각 종속신호들의 프레임 위상을 하나의 위상으로 동기 시킬 수 있게 하는데 있다.

Claims

STM-16 종속부, STM-4 종속부 및 STM-1 종속부와, 고속부내 다중화부에 연결되어 프레임 위상을 정렬하는 프레임 위상 정렬부를 포함하는 10Gbps 동기식 전송방식(SDH) 광전송 시스템에서, 상기 다중화된 입력단에 도착된 각 종속신호들의 프레임 위상을 하나의 위상으로 동기시키기 위해, 고속부내에서 10Gbps 광전송 시스템에 사용될 클럭과 프레임을 발생하는 기준 프레임 발생부와; 상기 기준 프레임 발생된 출력을 받아 고속부에 사용될 프레임 위상을 제어하는 고속부 프레임 위상 제어부와; 상기 기준 프레임 발생부에서 발생된 출력을 받아 고속부내의 프레임 위상 정렬부가 정상 동작할 수 있는 범위안에 각 종속부로부터 수신되는 프레임 위상이 존재하도록 하기 위해 고속부내에서 각 종속부로 공급될 프레임의 위상을 일차적으로 제어하여 각 종속부로 공급되는 프레임 위상을 종속부의 종류에 상관없이 동일하게 출력해주는 종속부 프레임 위상 제어부와; 상기 종속부 프레임 위상 제어부로부터 공급된 프레임 위상을 받아 STM-16 종속부내의 포인터 처리 지연 및 상기 고속부의 프레임 위상 정렬부로의 전송 지연을 고려하여 종속부내에서 이차적으로 프레임 이상의 차이를 제어하는 STM-16 프레임 위상 제어부와; 상기 종속부 프레임 위상 제어부로부터 공급된 프레임 위상을 받아 STM-4 종속부내의 포인터 처리 지연 및 상기 고속부의 프레임 위상 정렬부로의 전송 지연을 고려하여 종속부내에서 이차적으로 프레임 위상의 차이를 제어하는 STM-4 프레임 위상 제어부와; 및 상기 종속부 프레임 위상 제어부로부터 공급된 프레임 위상을 받아 STM-1 종속부내의 포인터 처리 지연 및 상기 고속부의 프레임 위상 정렬부로의 전송 지연을 고려하여 종속부내에서 이차적으로 프레임 위상의 차이를 제어하는 STM-1 프레임 위상 제어부로 구성된 것을 특징으로 하는 프레임 위상 동기장치.