KR100204046B1 - 공중망 비동기 전달모드 교환시스템에서 광대역 전달 능력 정보요소 필드의 파라미터 설정 방법 - Google Patents

공중망 비동기 전달모드 교환시스템에서 광대역 전달 능력 정보요소 필드의 파라미터 설정 방법 Download PDF

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Abstract

1. 청구 범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
본 발명은 광대역 전달 능력(Broadband Bearer Capability) 정보요소 필드의 파라미터 설정 방법에 관한 것임.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
본 발명은 서비스 품질(Quality of Service : QoS)을 보장해주기 위해 ITU-T Q.2931에서 정의한 셋업 메시지내의 광대역 전달 능력 정보요소 필드의 파라미터 설정 방법을 제공하고자 함.
3. 발명의 해결방법의 요지
본 발명은, 공중망 ATM 교환시스템에서 상대방 착신측을 IP 헤더의 착신측 IP 주소로 구별하고, 각각의 응용 프로그램을 TCP/UDP 헤더의 발신측 포트를 이용하여 구별함으로써, 발신측 포트로 구별된 응용에 따라 서로 다른 파라미터 매핑을 통해 서로 다른 망 특성을 가지는 서비스들의 품질을 보장할 수 있다.
4. 발명의 중요한 용도
본 발명은 공중망 ATM 교환시스템에 이용됨.

Description

공중망 비동기 전달모드(ATM) 교환시스템에서 광대역 전달 능력(Broadband Bearer Capability) 정보요소 필드의 파라미터 설정 방법
본 발명은 전송 제어 프로토콜/사용자 데이터 프로토콜(TCP/UDP : Transmission Control Protocol/User Data Protocol)의 서비스 품질(QoS : Quality of Service)을 보장해주기 위해 국제 전기 통신 연합(ITU-T) 권고 Q.2931에서 정의한 셋업 메시지내의 광대역 전달 능력(Broadband Bearer Capability) 정보요소 필드의 파라미터 설정 방법에 관한 것이다.
기존 인터넷의 응용 서비스는 가입자의 증가와 다양한 서비스의 요구로 인해 새로운 기술의 도입이 필요하게 되었다. 결국 기존 인터넷 서비스를 비동기 전달모드(ATM) 망상에서 제공하기 위한 방안이 많이 연구되고 있는 중이다. 비동기 전달모드(ATM) 망상에서 인터넷 서비스를 실현하기 위해서 LANE(LAN Emulation), IPOA(Internet Protocol Over ATM), MPOA(Multi-Protocol Over ATM), 그리고 IP 스위칭, 태그 스위칭 등의 기술이 제안되고 있다. 이러한 이기종 망간의 연동에 있어서, 망 특성을 이용한 서비스 등을 고려해 볼 때, 서비스 보장 문제가 새롭게 대두되고 있다. 이는 기존 인터넷 서비스의 QoS(Quality of Service)를 비동기 전달모드(ATM) 망상에서 어떻게 보장해 줄 것인가에 대한 내용이다. 서로 다른 망에서 지원하고자 하는 서비스 품질은 초기에는 많은 상이한 특성을 가지고 있었지만, 근래에는 어떠한 망상에서도 다양한 트래픽 특성을 지원해야 하는 상황으로 전개되고 있는 실정이다. 이를테면, 인터넷에서의 서비스는 기본적으로 최상위 효과(Best-Effort) 서비스만을 지원한다. 즉, 데이터 트래픽을 FCFS(First-Come First-Serve) 기법을 사용하여 별다른 보장 기법없이 서비스하였다. 그러나, 사용자들은 광역의 대역폭이 필요한 멀티미디어 트래픽을 요구하게 되었고, 자원 예약 프로토콜(RSVP : Resource ReSerVation Protocol) 등과 같은 기술을 이용하여 서비스 품질을 보장해주기 위한 노력이 이루어지고 있으며, 특히 비동기 전달모드(ATM) 방식은 이러한 멀티미디어 트래픽 전송에 대해 적당한 특성을 가지는데, 유연한 대역폭 할당, 고속 전송 능력, 신뢰성 등과 같은 많은 장점을 지닌 기술로서 현재 연구, 개발이 이루어진 상태이다. 비동기 전달모드(ATM) 망상에서 기존의 인터넷 서비스 품질의 보장을 위한 접근 방법은 적절한 QoS 파라미터 매핑 방법과 효율적인 가상 채널(VC : Virtual Channel) 관리를 통한 방법과 같은 두 가지 방법이 가능하다.
인터넷 망과 비동기 전달모드(ATM) 망의 연동시 연동 장치가 수행해야 할 기능은 크게 주소 변환 기능과 파라미터 매핑 기능으로 대별될 수 있는데, 현재 각국에서 수행하고 있는 기술 내용은 인터넷 망에서 사용되는 주소(예 : IP, IPX 주소 등)를 비동기 전달모드(ATM) 망에서 사용되는 비동기 전달모드(ATM) 주소(예 : NSAP, E.164 주소 등)로 전환해 주는 기능과 관련된 내용에 많은 노력을 기울이고 있다. 그러나, 인터넷에서 제공되는 서비스를 비동기 전달모드(ATM) 망상에서 지원할 때, 인터넷 서비스의 서비스 품질을 보장해줄 수 있는 부분에 대한 기술은 아직 미진한 상태이다.
인터넷 망에서 서비스되고 있는 프로토콜중에서 가장 보편적으로 많이 사용되고 있는 TCP/IP(Transmission Control Protocal/Internet Protocal)에서 서비스 품질의 보장은 네트워크 계층의 인터넷 프로토콜(Internet Protocol) 헤더 부분의 서비스 형태 필드의 사용을 통해 이루어진다. 이 필드에서 정의된 내용은 지연(delay), 처리율(throughput), 및 신뢰도(Reliability)에 민감한 서비스를 설정하게 되어 있지만, 현재 인터넷 환경에서 실질적으로 이 필드는 사용되지 않는 상태이다.
그리고, 인터넷 망과 비동기 전달모드(ATM) 망의 연동시 고려되고 있는 기술인 IP(Internet Protocal) 스위칭 기술에서는 서비스 품질 보장보다는 응용 프로그램의 특성에 따라 IP 패킷을 그대로 비동기 전달모드(ATM) 교환기상에서 진행시킬 것인가 또는 IP 주소를 비동기 전달모드(ATM) 가상 경로 식별자/가상 채널 식별자(VPI/VCI : Virtual Path Identifier/Virtual Channel Identifier) 번호로 매핑하여 비동기 전달모드(ATM) 스위칭을 통해 IP 데이타를 전송할 것인지에 관심을 두고 있다. 단순히 라우터 기능을 이용하여 IP 패킷을 제어할 것인가 또는 IP 패킷을 비동기 전달모드(ATM) 교환기의 신호 기능을 이용하여 제어할 것인가에 대한 접근이다. 또한, 비동기 전달모드(ATM)에 관한 포럼에서는 비동기 전달모드(ATM)상의 다중프로토콜(Multiprotocol over ATM)을 제안하고 있는데, 이 프로토콜에서는 기본적으로 사설망에서 적용이 가능한 비동기 전달모드(ATM) UNI(User Network Interface) 3.0/3.1/4.0을 기반으로 하고 있다.
따라서, 본 발명은 TCP/UDP(Transmission Control Protocol/User Data Protocol)을 공중 비동기 전달모드(ATM) 망에서 지원하는 시그널링에 적합하게 분류하여 서비스 품질(QoS : Quality of Service)을 보장해주기 위해 국제 전기 통신 연합(ITU-T) 권고 Q.2931에서 정의한 셋업 메시지내의 광대역 전달 능력 정보요소 필드의 파라미터 설정 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1 은 본 발명이 적용되는 공중망 ATM 교환 시스템의 구조도,
도 2A 는 본 발명이 적용되는 전송 제어 프로토콜(TCP) 메시지 헤더 형식(message header format)의 구성도,
도 2B 는 본 발명이 적용되는 사용자 데이터 프로토콜(UDP) 메시지 헤더 형식 (message header format)의 구성도,
도 3 은 본 발명이 적용되는 국제 전기 통신 연합(ITU-T) 권고 Q.2931 셋업 메시 지내의 광대역 전달 능력 정보 요소의 구성도,
도 4 는 본 발명에 따른 전송 제어 프로토콜/사용자 데이터 프로토콜(TCP/UDP)을 이용한 비동기 전달 모드(ATM) 시그널링에서의 파라미터 설정 방법에 관한 흐름도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
101 : IP 호스트
102 : 이더넷/토큰링
103 : ATM 종단 장비
116 : ATM 교환기
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 공중망 비동기 전달모드(ATM) 교환시스템에 적용되는 광대역 전달 능력(Broadband Bearer Capability) 정보 요소 필드의 파라미터 설정 방법에 있어서, 호 요구 메시지를 수신하면 전달 제어 프로토콜/사용자 데이터 프로토콜(TCP/UDP) 메시지 헤더 부분의 발신측 포트를 읽어 전달 제어 프로토콜/사용자 데이터 프로토콜(TCP/UDP) 데이터베이스를 검색하여 서비스 형태를 결정하는 제 1 단계; 상기 제 1 단계의 서비스 형태에 따라 전달 등급 필드, 트래픽 형태 필드, 및 시간 제약 필드의 파라미터를 설정하는 제 2 단계; 및 국제 전기 통신 연합(ITU-T) 권고 Q.2931 규격에 따라 셋업 메시지를 구성한 후에 상기 공중망 비동기 전달모드(ATM) 교환시스템으로 전송하는 제 3 단계를 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 일실시예를 상세히 설명한다.
도 1 은 본 발명이 적용되는 공중망 ATM 교환 시스템의 구조도로서, 도면에서 101은 IP 호스트, 102는 이더넷/토큰링, 103은 ATM 종단 장비, 116은 ATM 교환기를 각각 나타낸다.
각 가입자의 인터넷 프로토콜(IP) 호스트(101)는 IEEE 802.3의 CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection) 혹은 IEEE 802.5의 토큰 링(Token Ring) 방식(102)으로 비동기 전달모드(ATM) 종단 장비(ATM Router)(103)에 정합되어 LAN(Local Area Network)을 구성한다. 비동기 전달모드(ATM) 종단 장비(103)에는 상용의 비동기 전달모드(ATM) 인터페이스 카드가 장착되어 비동기 전달모드(ATM) 교환기와 비동기 전달모드(ATM) 방식의 정합을 제공하게 된다.
비동기 전달모드(ATM) 교환시스템은 제어 및 사용자 정보의 전달을 수행하는 전달망과 이들을 제어하는 제어망으로 구성된다. 전달망은 ACS(ATM Central Switching Subsystem)(104)의 내부 연결 스위치 네트워크인 ISNM(Interconnection Switch Network Module)(105)과 ALS(ATM Local Switching Subsystem)(106)의 액세스 스위치 네트워크(ASNM : Access Switch Network Module)(107), 그리고 ASNM(107)과 ISNM(105)간의 링크 정합을 담당하는 LIM(Link Interface Module)(108)으로 구성된 스위치 네트워크 부분, 가입자 정합 기능을 담당하는 SIM(Subscriber Interface Module)(109)과 중계선 정합 기능을 담당하는 TIM(Trunk Interface Module)(110)으로 구성되는 정합 부분, 및 망 동기와 시스템 클럭을 제공하는 NSP(Network Synchronization Part)(111)로 구성된다. 제어망은 호 제어를 담당하는 CPP(Call Processing Part)(112), 번호번역 처리를 수행하는 NTP(Number Translation Part)(113), 신호 처리를 담당하는 SHP(Signalling Handler Part)(114), 및 시스템의 운용 및 유지 보수를 담당하는 OMP(Operation and Maintenance Part)(115)로 구성된다.
도 2A 는 본 발명이 적용되는 전송 제어 프로토콜(TCP) 메시지 헤더 형식(message header format)의 구성도이고, 도 2B 는 본 발명이 적용되는 사용자 데이터 프로토콜(UDP) 메시지 헤더 형식(message header format)의 구성도이다.
사용자에 의해 구동된 응용 프로그램의 데이터 프레임은 TCP/UDP 헤더가 더해져서 하위 계층인 트랜스포트 계층(TCP/UDP)으로 전달되고, TCP/UDP 헤더가 붙은 데이터그램은 다시 IP 헤더가 더해져서 네트워크 계층(IP)으로 전송된다. IP 헤더와 TCP/UDP 헤더로 인캡슐레이션되어진 데이터 프레임은 데이터 링크 계층과 물리 계층을 통해 상대방 착신측으로 전송된다. 착신측에 도착한 데이터 프레임은 발신측에서의 과정과 역순으로 사용자 응용 계층까지 올라가므로서 인터넷 서비스가 이루어진다. 이런 통신 절차중에서 상대방 착신측의 구별은 IP 헤더의 착신측 IP 주소를 가지고 수행되며, 각각의 응용 프로그램의 구별은 TCP/UDP 헤더의 발신측 포트 번호를 이용하여 이루어진다. 결국 TCP/UDP의 발신측 포트를 가지고 응용 프로토콜을 구별할 수 있으며, 본 발명에서는 이 발신측 포트로 구별된 응용에 따라 서로 다른 파라미터 매핑을 통해 서로 다른 망 특성을 가지는 서비스들의 품질을 보장하고자 하는 것이다.
본 발명에서는 응용 프로토콜들을 실시간 서비스(RTS : Real-Time Service), 비실시간 서비스(NRTS : Non Real-Time Service), 그리고 최선(Best-Effort) 서비스로 분류하였다. 그러나, 현재도 TCP/UDP를 이용한 응용 서비스가 개발되고 있으며, 서비스 형태의 분류 방안은 여러 가지가 존재할 수 있기 때문에 본 발명에서는 이러한 인터넷 서비스의 분류에 관한 내용에 대해서는 논외로 한다.
도 3 은 본 발명이 적용되는 국제 전기 통신 연합(ITU-T) 권고 Q.2931 셋업 메시지내의 광대역 전달 능력 정보 요소 구성도이다.
비동기 전달모드(ATM) 시그널링은 발신측과 착신측 단말간의 데이터 전송을 위한 신호규격에 관해 정의된 것인데, 국제 전기 통신 연합(ITU-T)에서 Q.2931 이라는 권고안으로 출판되어 있다. 본 발명에서는 Q.2931 시그널링에서 회선 설정을 위해 착신측으로 전송하는 셋업 메시지내의 정보 요소중에서 광대역 전달 능력 정보 요소 필드를, 앞서 기술한 TCP/UDP 응용 프로토콜의 서비스에 적절하게 설정한다. 광대역 전달 능력 정보 요소 필드중에서 서비스 보장을 위해 설정되는 부분은 세가지 필드로서, 5비트로 구성된 전달 등급(Bearer Class) 필드와 3비트의 트래픽 형태(Traffic Type) 필드, 그리고 2비트의 시간 제한(Timing Requirements) 필드로서, 아래의 표에 나타낸 바와 같다.
[표 1]
전달 등급(Bearer Class) - 5비트
1 광대역 연결 위주 전달-A형(BCOB-A: Broadband Connection Oriented Bearer-type A)
11 광대역 연결 위주 전달-C형(BCOB-C: Broadband Connection Oriented Bearer-type C)
10000 광대역 연결 위주 전달-X형(BCOB-X: Broadband Connection Oriented Bearer-type X)
[표 2]
트래픽 형태(Traffic Type) - 3비트
0 표시 없음(No indication)
1 고정 비트율(CBR: Constant Bit Rate)
10 가변 비트율(VBR: Variable Bit Rate)
11 미지정 비트율(UBR: Unspecified Bit Rate)
[표 3]
시간 제한(Timing Requirements) - 2비트
0 표시 없음(No indication)
1 종단간 시간 제한이 요구됨(End-to-End Timing Required)
10 종단간 시간 제한이 필요 없음(End-to-End Timing Not Required)
도 4 는 본 발명에 따른 전송 제어 프로토콜/가입자 데이터 프로토콜(TCP/UDP)을 이용한 비동기 전달 모드(ATM) 시그널링에서의 파라미터 설정 방법에 관한 흐름도로서, TCP/UDP를 이용한 응용 서비스의 포트 번호라는 정보를 이용하여 비동기 전달모드(ATM) 시그널링에서 지원하는 광대역 전달 능력 정보 요소 필드의 파라미터를 설정하는 방법을 나타낸다.
비동기 전달모드(ATM) 연동 장치는 프로토콜 구별자(protocol discriminator), 메시지형태(message type), AAL(ATM Adaptation Layer) 파라미터, 발신번(calling party number), 그리고 착신번(called party number) 등으로 이루어지는 셋업 메시지를 구성하여 비동기 전달모드(ATM) 교환기로 전송하여 호 설정을 요구하게 된다. 상위 계층에서의 호 요구가 네트워크 계층(IP 계층)으로부터 수신되면(401), IP 데이터그램 내부에 인캡슐되어 있는 TCP/UDP 패킷 헤더 부분의 발신측 포트(source port)를 읽어서(402), 그 값을 키로 하여 TCP/UDP 응용 프로토콜 데이터베이스(Data Base)를 검색한다(403). 이 데이터베이스를 기반으로 서비스 형태가 결정되면, 각 서비스 형태에 따른 파라미터 설정 과정을 수행한다.
만일, 서비스 형태가 실시간 서비스이면, 국제 전기 통신 연합(ITU-T) 권고 Q.2931 셋업 메시지내의 광대역 전달 능력 정보 요소중에서 전달 등급 필드 값을 광대역 연결 위주 전달(A형)을 위하여 1로 설정하고(404), 트래픽 형태 필드 값을 고정비트율인 1로 설정하고(405), 그리고 시간 제한 필드값을 종단간 시간 제한이 요구됨을 나타내는 1로 각각 설정한다(406). 그리고, 셋업 메시지를 구성하는 다른 정보 요소들은 국제 전기 통신 연합(ITU-T) 권고 Q.2931 규격에 정해진 규칙에 따라 설정되어, 완성된 셋업 메시지를 구성한 다음, 비동기 전달모드(ATM) 교환기의 사용자 프로토콜 정합(UPIF : User Protocol Interface Function) 블럭으로 전송한다(413). 이후에 호 설정 요구는 UPIF(User Protocol Interface Function) 블럭, 및 UPCF(User Protocol Control Funtion) 블럭 등을 통해 호 처리를 위한 과정을 거치게 된다.
한편, 서비스 형태가 비실시간 서비스이면, 국제 전기 통신 연합(ITU-T) 권고 Q.2931 셋업 메시지내의 광대역 전달 능력 정보 요소중에서 전달 등급 필드 값을 광대역 연결 위주 전달(C형)을 위하여 11로 설정하고(407), 트래픽 형태 필드 값을 가변비트율인 10으로 설정하고(408), 그리고 시간 제한 필드값을 종단간 시간 제한이 필요없음을 나타내는10으로 각각 설정한다(409). 그리고, 셋업 메시지를 구성하는 다른 정보 요소들은 국제 전기 통신 연합(ITU-T) 권고 Q.2931 규격에 정해진 규칙에 따라 설정되어, 완성된 셋업 메시지를 구성한 다음, 비동기 전달모드(ATM) 교환기의 사용자 프로토콜 정합(UPIF : User Protocol Interface Function) 블럭으로 전송한다(413).
그리고, 서비스 형태가 최선 서비스이면, 국제 전기 통신 연합(ITU-T) 권고 Q.2931 셋업 메시지내의 광대역 전달 능력 정보 요소중에서 전달 등급 필드 값을 광대역 연결 위주 전달(X형)을 위하여 10000으로 설정하고(410), 트래픽 형태 필드 값을 미지정 비트율인 11로 설정하고(411), 그리고 시간 제약 필드값을 종단간 시간 제한이 필요없음을 나타내는 10으로 각각 설정(412)한다. 그리고, 셋업 메시지를 구성하는 다른 정보 요소들은 국제 전기 통신 연합(ITU-T) 권고 Q.2931 규격에 정해진 규칙에 따라 설정되어, 완성된 셋업 메시지를 구성한 다음, 비동기 전달모드(ATM) 교환기의 사용자 프로토콜 정합(UPIF : User Protocol Interface Function) 블럭으로 전송한다(413).
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니다.
상기와 같은 본 발명은, 현재 연구개발중인 인터넷 망과 공중망 비동기 전달모드(ATM) 망과의 연동 문제에 있어서 사용자가 요구하는 다양한 서비스의 품질을 보장하므로써, 사용자의 요구를 충족시켜 줄 수 있고 기술적으로는 기존 인터넷 망에서 제공되는 TCP/UDP 기반의 서비스 품질을 공중망 비동기 전달모드(ATM) 교환기에서 제공하는 비동기 전달모드(ATM) 시그널링을 이용하여 보장해 줄 수 있으며, 특히 미래의 국가망인 초고속망 구현시 기반으로 사용될 예정인 공중망 비동기 전달모드(ATM) 교환기상에 실현된 국제 전기 통신 연합(ITU-T) 권고 Q.2931 시그널링을 이용하므로써 그 의의가 크다고 할 수 있다.

Claims (2)

  1. 공중망 비동기 전달모드(ATM) 교환시스템에 적용되는 광대역 전달 능력(Broadband Bearer Capability) 정보 요소 필드의 파라미터 설정 방법에 있어서,
    호 요구 메시지를 수신하면 전달 제어 프로토콜/사용자 데이터 프로토콜(TCP/UDP) 메시지 헤더 부분의 발신측 포트를 읽어 전달 제어 프로토콜/사용자 데이터 프로토콜(TCP/UDP) 데이터베이스를 검색하여 서비스 형태를 결정하는 제 1 단계;
    상기 제 1 단계의 서비스 형태에 따라 전달 등급 필드, 트래픽 형태 필드, 및 시간 제약 필드의 파라미터를 설정하는 제 2 단계; 및
    국제 전기 통신 연합(ITU-T) 권고 Q.2931 규격에 따라 셋업 메시지를 구성한 후에 상기 공중망 비동기 전달모드(ATM) 교환시스템으로 전송하는 제 3 단계를 포함하여 이루어진 광대역 전달 능력 정보요소 필드의 파라미터 설정 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 단계는,
    서비스 형태가 실시간 서비스이면, 전달 등급 필드를 광대역 연결 위주 전달-A형(BCOB-A)으로 설정하고, 트래픽 형태 필드를 고정비트율로 설정한 후에 시간 제약 필드를 종단간 시간 제한이 요구됨으로 설정하는 제 4 단계;
    서비스 형태가 비실시간 서비스이면, 전달 등급 필드를 광대역 연결 위주 전달-C형(BCOB-C)으로 설정하고, 트래픽 형태 필드를 가변비트율로 설정한 후에 시간 제약 필드를 종단간 시간 제한이 필요 없음으로 설정하는 제 5 단계; 및
    서비스 형태가 최선 서비스이면, 전달 등급 필드를 광대역 연결 위주 전달-X형(BCOB-X)으로 설정하고, 트래픽 형태 필드를 미지정비트율로 설정한 후에 시간 제약 필드를 종단간 시간 제한이 필요 없음으로 설정하는 제 6 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광대역 전달 능력 정보요소 필드의 파라미터 설정 방법.
KR1019970021344A 1997-05-28 1997-05-28 공중망 비동기 전달모드 교환시스템에서 광대역 전달 능력 정보요소 필드의 파라미터 설정 방법 KR100204046B1 (ko)

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