KR100221331B1 - 에이에이엘 계층의 분할 및 재결합 부계층에서의 연결 리스트를 이용한 잔여 대역폭의 효율적 이용방법 - Google Patents

에이에이엘 계층의 분할 및 재결합 부계층에서의 연결 리스트를 이용한 잔여 대역폭의 효율적 이용방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 분할 및 재결합(SAR) 부계층의 스케쥴링 테이블을 순환 중에 비어있는 엔트리(entry)에 도달하는 경우 이 엔트리의 빈 셀(idle cell)을 물리계층으로 내려보내지 않고 다음의 유효한 엔트리의 셀을 내려보냄으로써 잔여 대역폭이 효율적으로 이용되는 잔여 대역폭 이용방법에 있어서, 스케쥴링 테이블과 별도로 현재 설정되어 있는 연결들을 연결 리스트를 사용하여 관리함으로써 잔여 대역폭이 쉽게 이용될 수 있도록 된 AAL 계층의 분할 및 재결합(SAR) 부계층에서의 연결 리스트를 이용한 잔여 대역폭의 효율적 이용방법에 관한 것으로, AAL 계층의 분할 및 재결합(SAR) 부계층의 스케쥴링 테이블에 있어서, 상기 스케쥴링 테이블의 엔트리에 대한 엔트리 포인터를 기초로 순차적으로 연결 리스트를 형성한 후 상기 연결 리스트의 순서대로 물리계층으로 엔트리의 셀데이터를 내보내는 것을 특징으로 한다.

Description

AAL 계층의 분할 및 재결합(SAR) 부계층에서의 연결 리스트를 이용한 잔여 대역폭의 효율적 이용방법
본 발명은 AAL 계층의 분할 및 재결합(SAR) 부계층에서의 연결 리스트를 이용한 잔여 대역폭의 효율적 이용방법에 관한 것으로, 특히 분할 및 재결합(SAR) 부계층의 스케쥴링 테이블을 순환 중에 비어있는 엔트리(entry)에 도달하는 경우 이 엔트리의 빈 셀(idle cell)을 물리계층으로 내려보내지 않고 다음의 유효한 엔트리의 셀을 내려보냄으로써 잔여 대역폭이 효율적으로 이용되는 잔여 대역폭 이용방법에 있어서, 스케쥴링 테이블과 별도로 현재 설정되어 있는 연결들을 연결 리스트를 사용하여 관리함으로써 잔여 대역폭이 쉽게 이용될 수 있도록 된 AAL 계층의 분할 및 재결합(SAR) 부계층에서의 연결 리스트를 이용한 잔여 대역폭의 효율적 이용방법에 관한 것이다.
일반적으로 ATM 적응계층(ATM Adaptation Layer)은 ATM계층에서 제공하는 서비스를 상위계층 사용자의 요구사항에 적응시키는 기능을 수행하게 된다. 따라서, ATM 적응계층은 사용자 평면, 제어평면의 상위기능 및 관리평면의 지원을 수행함과 더불어 비동기 전송모드 통신방식 환경과 비 비동기 전송모드 통신방식 환경과의 접면을 제공해야 한다.
또한, ATM 적응계층에서는 상위계층의 프로토콜 데이터 유니트(PDU; protocol data unit)를 ATM셀의 유료부하 구간에 매핑시킴과 더불어 전송오류를 처리하고, 손실된 셀과 삽입된 셀의 처리 및 흐름제어와 타이밍 제어기능을 제공하게 된다. 그리고, ATM 적응계층은 분할 및 재결합(SAR; segmentation and reassembly) 부계층과 수렴 부계층(CS; convergence sublayer)의 두 부계층으로 구분되게 된다.
상기 수렴 부계층(CS)은 특정 서비스에 관련된 기능을 수행하고, 분할 및 재결합(SAR)은 서비스 종료에 관계없는 기능을 처리하여 사용자 정보의 분할과 재결합에 관련된 기능을 처리하게 된다. 따라서, 송신측에서는 상기 수렴 부계층(CS)이 상위계층으로부터 사용자 정보로 인가받아 헤더와 트레일러를 붙여 수렴 부계층 프로토콜 데이터 유니트(CS-PDU)를 형성하여 분할 및 재결합(SAR) 부계층으로 보내고, 이 분할 및 재결합(SAR) 부계층은 이를 ATM셀의 크기로 절단한 후 헤더와 트레일러를 붙여 분할 및 재결합 프로토콜 데이터 유니트(SAR-PDU)를 형성하여 ATM계층을 통해 전송하게 된다.
그리고, 수신측에서는 분할 및 재결합(SAR) 부계층이 ATM계층을 통해 수신된 분할 및 재결합 프로토콜 데이터 유니트(SAR-PDU) 중 유료부하 구간만을 추출하여 수렴 부계층 프로토콜 데이터 유니트(CS-PDU)를 형성한 후 수렴 부계층(CS)으로 전달하고, 이 수렴 부계층(CS)에서는 수신된 수렴 부계층 프로토콜 데이터 유니트(CS-PDU) 중 상위계층 사용자 정보만 추출하여 상위계층으로 전달하게 된다.
이때, 송신 과정에 있어서 각 부계층을 통과할 때마다 붙는 헤더와 트레일러는 오류처리와 버퍼관리 및 순서보존 등과 관련된 것이고, 수신 과정에 있어서는 이들 정보를 분석하여 오류가 없다고 판단되면 사용자 정보를 상위의 계층으로 전달하게 된다.
한편, ITU-T에서는 항등비트율(CBR; constant bit rate), 실시간성, 연결성의 여부에 따라 사용자 서비스를 A, B, C 및 D 종의 4 가지로 분류하고, 이들 각종 서비스에 대응되도록 AAL 타입 1 내지 4 으로 구분하여 정의하게 된다. 또한, 1992 년 6 월의 ITU-T 회의에서는 고속 데이터 통신을 지원하기 위한 AAL 타입 5 를 새로이 논의하였다.
상기 AAL 타입 1에서는 연결성 방식으로 실시간 항등비트율의 서비스를 제공하고, 사용자에게 제공하는 서비스는 크게 항등비트율(CBR) 데이터 전달, 타이밍 정보전달, 사용자 데이터구조 정보전달, 오류 복구능력과 복구될 수 없는 오류 및 손실에 대한 정보의 표시 등이 있다.
한편, 일반적으로 AAL 계층의 분할 및 재결합(SAR) 부계층에서는 스케쥴링 테이블을 사용하여 스케쥴링을 하게 되는데, 이때 상기 스케쥴링 테이블을 순환하는 중에 비어 있는 엔트리(entry)에 도달하게 되면 빈 셀(idle cell)을 물리계층으로 내려보내게 된다. 여기서, 상기 빈 셀은 아무런 정보도 포함하지 않은 셀로서 수신측 AAL 계층의 분할 및 재결합(SAR) 부계층에서 상기 빈 셀을 수신하는 경우 상기 빈 셀을 폐기하게 된다.
그러나, 물리계층에서는 분할 및 재결합(SAR) 부계층으로부터 내려오는 모든 셀을 유효한 셀로 간주하여 물리적 링크를 통해 전송함으로써 아무런 정보를 갖지 않는 빈 셀을 전송하는데 대역폭을 낭비하는 문제점이 발생하게 된다.
이에 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 분할 및 재결합(SAR) 부계층의 스케쥴링 테이블을 순환 중에 비어있는 엔트리(entry)에 도달하는 경우 이 엔트리의 빈 셀(idle cell)을 물리계층으로 내려보내지 않고 다음의 유효한 엔트리의 셀을 내려보냄으로써 잔여 대역폭이 효율적으로 이용되는 잔여 대역폭 이용방법에 있어서, 스케쥴링 테이블과 별도로 현재 설정되어 있는 연결들을 연결 리스트를 사용하여 관리함으로써 잔여 대역폭이 쉽게 이용될 수 있도록 된 AAL 계층의 분할 및 재결합(SAR) 부계층에서의 연결 리스트를 이용한 잔여 대역폭의 효율적 이용방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, AAL 계층의 분할 및 재결합 부계층의 스케쥴링 테이블에 있어서, 상기 스케쥴링 테이블의 엔트리에 대한 엔트리 포인터를 기초로 순차적으로 연결 리스트를 형성한 후 상기 연결 리스트의 순서대로 물리계층으로 엔트리의 셀데이터를 내보내는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같이 구성된 본 발명은, 분할 및 재결합(SAR) 부계층의 스케쥴링 테이블을 순환 중에 비어있는 엔트리(entry)에 도달하는 경우 이 엔트리의 빈 셀(idle cell)을 물리계층으로 내려보내지 않고 다음의 유효한 엔트리의 셀을 내려보냄으로써 잔여 대역폭이 효율적으로 이용되는 잔여 대역폭 이용방법에 있어서, 스케쥴링 테이블과 별도로 현재 설정되어 있는 연결들을 연결 리스트를 사용하여 관리함으로써 잔여 대역폭이 쉽게 이용될 수 있게 된다.
도1은 일반적인 ATM 프로토콜 참조모델을 도시한 개념도,
도2a는 ATM셀의 데이터 포맷을 나타낸 도면,
도2b는 사용자망접면(UNI)에서의 헤더구조를 나타낸 도면,
도2c는 망노드접면(NNI)에서의 헤더구조를 나타낸 도면,
도3은 비동기 전송모드 통신방식에 있어서 계층별 데이터 포맷을 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 예시도면을 참조하여 상세히 설명
먼저, 본 발명의 이해를 쉽게 하기 위하여 본 발명이 적용되는 비동기 전송모드 통신방식을 간략히 설명
도 1은 ATM 프로토콜 참조모델을 도시한 개념도이다. 여기서, 상기 개념도는 관리 평면(management plane)과, 제어 평면(control plane) 및, 사용자 평면(user plane)으로 구성되고, 상기 관리 평면은 다시 계층 관리와 평면 관리로 구성되게 된다. 그리고, 평면 관리는 시스템의 전반적인 관리를 의미하고, 계층관리는 자원 및 사용 변수의 관리와 OAM 정보관리를 수행하게 된다.
또한, 제어 평면에서는 호 제어 및 접속 제어 정보를 관장하고, 사용자 평면에서는 사용자 정보의 전달을 수행하게 된다. 그리고, 제어 평면과 사용자 평면의 프로토콜은 상위 계층과, ATM 적응 계층, ATM 계층 및, 물리 계층으로 구성되게 된다.
도 2a 내지 도 2c에 도시된 바와 같은 ATM셀을 기본으로 통신하는 바, 사용자의 긴 메시지는 ATM셀로 분할되어 송신되고, 수신된 ATM셀은 다시 하나의 메시지로 재조립되어 상위 사용자에게 전달되게 된다.
도 2a는 ATM셀의 데이터 포맷을 나타낸 도면이고, 도 2b는 사용자망접면(UNI)에서의 헤더구조를 나타낸 도면이며, 도 2c는 망노드접면(NNI)에서의 헤더구조를 나타낸 도면이다.
여기서, 상기 ATM셀은 5 바이트(또는 옥텟)의 헤더구간과 48 바이트의 사용자 정보구간으로 구분되고, 5 바이트의 헤더는 도 2b 및 도 2c에 도시된 바와 같이 사용자망접면(UNI : user network interface)에서의 헤더구조로 구분되며, 사용자망접면(UNI)에서의 헤더구조는 제 1 바이트가 4 비트의 일반흐름제어(GFC : generic flow control)와 4 비트의 가상경로 식별번호(VPI : virtual path identifier)로 이루어지게 된다.
그리고, 제 2 바이트가 4 비트의 가상경로 식별번호(VPI)와 4 비트의 가상채널 식별번호(VCI : virtual channel identifier)로 이루어지고, 제 3 바이트는 8 비트의 가상채널 식별번호(VCI)로 이루어지며, 제 4 바이트는 4 비트의 가상채널 식별번호(VCI)와 3 비트의 유료부하형태(PT : payload type)와 1 비트의 셀포기순위(CLP : cell loss priority)로 이루어지고, 제 5 바이트는 8 비트의 헤더오류제어(HEC : header error control)로 이루어지게 된다.
또한, 도 2c에 도시된 바와 같은 망노드접면(NNI)에서의 헤더구조를 보면, 상기 사용자망접면(NNI)의 첫 번째 바이트에 있는 일반흐름제어(GFC)가 가상경로 식별번호(VPI)로 사용되는 것을 제외하고는 사용자망접면(NNI)의 헤더구조와 동일한 것을 알 수 있게 된다. 이러한 비동기 전송모드 통신방식은 다음 표 1에서와 같이 계층적인 구조를 이루고, 각각의 계층별로 표준화된 기준을 가지고 있다.
계 층 부 계 층 기 능
상위계층 상위계층기능
ATM 적응계층 수렴(CS) 부계층 수렴기능
절단및 재결합(SAR) 절단기능 및 재결합기능
ATM 계층 일반흐름제어 및 셀헤더 처 리기능
물리 계층 전송수렴(TC) HEC 신호발생 및 추출기능
물리매체 비트시간 정보기능
상기 표 1에서와 같이 비동기 전송모드 통신방식은 물리계층, ATM 계층, ATM 적응계층(AAL : ATM adaptation layer), 상위 프로토콜 계층과 같이 수직적인 구조로 구분되고, AAL 계층은 절단 및 재결합 부계층(SAR : segmentation and reassembly sublayer)과 수렴(CS : convergence sublayer) 부계층으로 구분되며, 물리계층은 물리매체(PM)와 전송수렴(TC : transmission convergence) 부계층으로 다시 구분되게 된다.
또한, 비동기 전송모드 통신방식에서 사용자가 요구하는 서비스는 그 특성에 따라 다음 표 2와 같이 분류될 수 있다.
서비스의 종류 종단간의 시간관계 비트율 연결모드 서비스의 예
A종 실시간성 항등 연결성 항등율 영상신호
B종 실시간성 가변 연결성 가변율 영상신호
C종 비실시간성 가변 연결성 연결성 데이터
D종 비실시간성 가변 비연결성 비연결성 데이터
상기 서비스에 대응하는 AAL 프로토콜은 다음 표 3과 같이 AAL 1 에서부터 AAL 5까지로 구분되게 된다.
AAL 형태 대표적인 기능
AAL 1 항등비트율의 A종 서비스를 지원
AAL 2 실시간성, 가변비트율의 B종 서비스를 지원
AAL 3/4 가변비트율의 C종 및 D종 서비스를 지원
AAL 5 AAL 3/4 기능을 간소화하여 고속서비스 지원
상기 표 3에 있어서 AAL 계층은 서비스의 종류에 따라 해당 서비스를 효율적으로 처리해 주기 위해 AAL 1, AAL 2, AAL 3/4, AAL 5와 같이 수평적으로 구분되게 된다.
여기서, AAL 1계층은 비트율이 일정한 A종 서비스 데이터 유니트(U-SDU)를 투명하게 전달함과 더불어 전송오류를 검출하고, 정보의 식별 및 클록동기화 기능을 수행하는 수렴부계층(CS)과 이 수렴부계층(CS)으로부터 받은 가변길이의 데이터를 분할하여 ATM셀을 만들어 ATM 계층으로 전달함과 더불어 ATM 계층으로부터 ATM셀을 수신하여 재조립하여 CS-PDU를 복구하는 절단 및 재결합 부계층(SAR)으로 분할되게 된다.
그리고, 상기 수렴(CS) 부계층은 연결성 및 비연결성 서비스에 공통되는 기능을 담당하는 공통부 수렴부계층(CPCS : common part convergence sublayer)과, 특정 AAL 사용자 서비스를 제공하기 위한 서비스특유 수렴부계층(SSCS : service specific convergence layer)으로 구분되게 된다.
도 3은 비동기 전송모드 통신방식에 있어서 계층별 데이터 포맷을 나타낸 도면으로, 여기서 상위계층의 사용자 서비스 데이터 유니트(U-SDU)가 AAL 서비스 접속점(AAL-SAP : AAL-service access point)틀 통과한 후 AAL 서비스 데이터단위(AAL-SDU)로 형성되어 AAL FIFO에 저장되고, AAL1 SAR계층에서는 사용자가 전송하고자 하는 메시지에 따라 CS-PDU를 47 바이트씩 분할한 후 1 바이트의 SAR헤더를 부가하여 분할 및 재결합 프로토콜 단위(SAR-PDU)를 형성하여 ATM 서비스 접속점(ATM-SAP)을 거쳐 ATM계층으로 내려 보내게 된다. 그리고, ATM계층에서는 5 바이트의 ATM헤더를 부착하여 53 바이트의 ATM셀을 형성한 후 물리계층의 광전송로를 통해 타 단말기 또는 ATM교환기로 송신되게 된다.
즉, AAL 타입 1 프로토콜은 항등비트율의 U-SDU를 관련 시간정보와 함께 동일한 비트율로 전달되어 정보원의 클록정보가 수신측에서 추출 가능하게 되고, 수렴부계층에서는 고품질의 영상 또는 음향신호에 대해 비트오류를 정정시킬 수 있는 기능을 제공하며, 분할 및 재조립부계층에서는 CS-PDU를 분할한 후 1 바이트의 헤더를 부가하여 ATM계층으로 내려 보내게 된다.
한편, 다음 표 4는 본 발명에 따른 AAL 계층의 분할 및 재결합(SAR) 부계층의 스케쥴링 테이블이다.
1 2 3 1 1 2
1 2 3 1 1 2
1 3 1
1 3 1
2 1 3 1 1
2 1 3 1 1
1 1 2 1 3
1 2 1 3
2 2 1 2
1 1 2
여기서, 상기 표 4의 스케쥴링 테이블은 크기가 100인 경우를 예로서 나타내고 있다. 상기 표 4의 숫자가 들어 있는 엔트리는 유효한 엔트리(non-empty)이고, 숫자가 비어 있는 엔트리는 무효한 엔트리이다. 또한, 상기 표 4에 나타낸 "1"의 엔트리는 제 1 연결에 할당된 엔트리이고, "2"의 엔트리는 제 2 연결에 할당된 엔트리이며, "3"의 엔트리는 제 3 연결에 할당된 엔트리이다.
한편, 물리계층에서의 링크의 셀 전송속도를 ℓ이라 하면, 제 1 연결에 할당된 대역폭은이고, 제 2 연결에 할당된 대역폭은이며, 제 3 연결에 할당된 대역폭은이다. 따라서, 상기 제 1, 제 2 및 제 3 연결의 대역폭을 제외한 잔여 대역폭은이다.
이후, 본 실시예의 스케쥴링 방식에 의해 스케쥴링하게 되면, 잔여 대역폭을 제 1, 제 2 및 제 3 연결에게 사용 대역폭에 비례하여 24 : 12 : 8 의 비율로 공평하게 나누어 줌으로써 대역폭을 낭비하지 않고 보다 효율적으로 사용할 수 있게 된다.
한편, AAL 계층의 분할 및 재결합(SAR) 부계층에서의 연결 리스트를 이용한 잔여 대역폭의 효율적 이용방법은 다음과 같다. 먼저, 상기 표 4에 있어서 처음 연결 상태, 예컨대 제 1 및 제 2 연결 설정시는 1-2-1-1-2-1-2-1-1-2-1-1-1-1- … 이고, 제 3 연결 설정시는 1-2-3-1-1-2-1-2-3-1-1-2-1-3-1- … 이며, 제 2 연결 해제시는 1-3-1-1-1-3-1-1-1-3-1- … 이다.
본 실시예에서는 현재 사용되고 있지 않은 잔여 대역폭을 빈 셀을 전송하는데 사용하지 않고, 현재 설정되어 있는 연결의 데이터를 전송하는데 사용할 있도록 하고 있다. 따라서, 스케쥴링 테이블상에서 엔트리 포인터가 항상 유효한 엔트리를 지시하도록 하여 대역폭의 낭비를 줄일 수 있게 된다.
이와 같이, 유효한 셀을 전송하는데 사용되고 있지 않은 잔여 대역폭을 현재 설정되어 있는 연결들 사이에 공평하게 나누어 주는 효과가 발생하게 된다.
상기와 같은 방식을 사용하게 되면, 실제로 적용하기 위해서는 매번 셀을 내려 보낼 때마다 유효한 엔트리를 찾아야 하는데, 이는 스케쥴링 테이블만으로는 한계가 있게 된다. 상기 테이블의 크기가 상당히 큰 경우에는 테이블의 모든 엔트리를 일일히 검사해 볼 수 없기 때문이다.
따라서, 본 실시예에서는 유효한 엔트리를 연결 리스트를 사용하여 별도로 관리하도록 한다. 즉, 스케쥴링 테이블상에서 유효한 엔트리를 모아 연결 리스트를 구성하도록 하면, 테이블의 크기에 관계없이 현재의 엔트리로부터 후속의 유효 엔트리를 간단하게 찾을 수 있게 된다.
이와 같은 방법으로 연결 리스트를 구성하게 되면, 매번 연결이 설정되거나 해제될 때마다 연결 리스트의 구성을 수정해야 된다. 따라서, 새로운 연결이 설정되게 되면, 스케쥴 테이블에 새로 만들어진 엔트리를 참조하여 현재의 연결 리스트에 새로운 엔트리를 추가해야 되고, 이와 반대로 설정되어 있던 연결이 해제되게 되면 연결 리스트로부터 그 연결에 해당하는 엔트리를 모두 제거해야 된다.
상기와 같은 과정은 연결수락제어시에 추가의 처리지연을 수반하게 되는 문제점이 있지만, 통상 연결 요청/해제는 서비스해야 하는 셀을 선택하는 과정에 비해 발생 빈도가 상당히 작고, 또한 사용자는 연결수락시의 지연에 대해 다소 관대한 하게 되어 커다란 문제가 되지 않게 된다. 예컨대, 실시간 연결의 경우 데이터를 전달하는 동안에 모든 셀이 종단간 지연을 만족시킬 수 있다면 연결설정시에 다소 처리 지연이 길어지더라도 큰 문제는 되지 않게 된다.
한편, 발명의 요지를 이탈하지 않는 범위내에서 여러 가지로 변형하여 실시할 수 있다.
이상에서 설명

Claims (2)

  1. AAL 계층의 분할 및 재결합(SAR) 부계층의 스케쥴링 테이블에 있어서,
    상기 스케쥴링 테이블의 엔트리에 대한 엔트리 포인터를 기초로 순차적으로 연결 리스트를 형성한 후 상기 연결 리스트의 순서대로 물리계층으로 엔트리의 셀데이터를 내보내는 것을 특징으로 하는 AAL 계층의 분할 및 재결합(SAR) 부계층에서의 연결 리스트를 이용한 잔여 대역폭의 효율적 이용방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 연결 리스트는 새로운 연결 설정요구가 들어오거나 또는 기존 연결의 해제 요구가 들어오는 경우에 대해 엔트리의 추가 및 삭제가 가능한 것을 특징으로 하는 AAL 계층의 분할 및 재결합(SAR) 부계층에서의 연결 리스트를 이용한 잔여 대역폭의 효율적 이용방법.
KR1019960072070A 1996-12-26 1996-12-26 에이에이엘 계층의 분할 및 재결합 부계층에서의 연결 리스트를 이용한 잔여 대역폭의 효율적 이용방법 KR100221331B1 (ko)

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