KR100255809B1 - 수요밀집형 광가입자 전송장치에서의 pstn망 접속장치 - Google Patents

수요밀집형 광가입자 전송장치에서의 pstn망 접속장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 수요밀집형 광가입자 전송장치에서의 PSTN 망 접속장치에 관한 것으로서, PSTN 망과 접속하여 DS1E 신호를 주고 받는 선로 접속부, 선로 접속부로부터 입력되는 데이터에 AAL1 헤더와 ATM 헤더를 붙여 유토피아(UTOPIA) 레벨 1 방식을 사용하여 전송하거나, 수신되는 ATM 셀의 헤더를 분석하여 수용 여부를 판단하고, 수용한 ATM 셀을 선로 접속부로 보내는 동작을 수행하는 ATM 셀 처리부, 라우팅 헤더를 삽입하는 동작을 수행하며, ATM 셀 버스로부터 ATM 셀들을 수신하거나, 다중/역다중화부로부터 다중화되어 보내진 ATM 셀들을 셀 버스로 보내는 동작을 수행하는 셀 버스 접속부, ATM 셀 처리부로부터 나오는 ATM 셀들을 다중화하여, 셀 버스 접속부로 전송하거나, 셀 버스 접속부에서 보내는 셀들을 역 다중화하여 ATM 셀 처리부로 보내는 동작을 수행하는 다중/역다중화부, 및 셀 버스 접속부에서 셀을 보낼 준비가 되었을 때, 이것을 발견하고, 적당한 ATM 셀 처리부에 셀을 라우팅시키거나, ATM 셀 처리부가 전송할 셀을 가지고 있고, 상기의 셀 버스 접속부가 셀을 받을 준비가 되었으면, 셀을 전송하는 동작을 수행하는 FPGA부로 이루어진다.

Description

수요밀집형 광가입자 전송장치에서의 ＰＳＴＮ망 접속장치(Unit of Interfacing Fiber Loop Carrier-Curb system with Public Switched Telephone Network)
본 발명은 수요밀집형 광가입자 전송장치에서의 PSTN 망 접속장치에 관한 것으로서, 특히 수요밀집형 광 가입자 전송장치(Fiber Loop Carrier-Curb System:이하 FLC-C 시스템이라 한다.)의 HDT(Host Digital Terminal) 내에 장착되어, 공중 교환 전화망(Public Switched Telephone Network:이하, PSTN 망이라 한다.)과 FLC-C 시스템 사이의 접속기능을 수행하는 수요밀집형 광가입자 전송장치에서의 PSTN 망 접속장치에 관한 것이다.
종래에는 음성 정보와 컴퓨터의 사용이 보편화함에 따라 필요해진 데이터 정보를 통합하여 통신하는 방법으로 디지탈 통신방식을 사용하는 종합 정보 통신망(ISDN:Integrated Services Digital Network)이 제안되어 사용되고 있으며, 통신의 물리매체로는 동축 케이블이 사용되어 왔으나, 동축 케이블은 현재 급속히 수요가 확산되고 있는 고속 데이터 통신이나 영상 정보의 통신 등에 필요한 대역폭을 확보할 수가 없는 문제점이 있었다. 이런 문제점에 대한 해결책으로 광에 의한 통신 방법이 강구되어 사용되고 있으며, 통신구간의 전 구간으로 광에 의한 통신망이 확장되고 있는데, 그 전 단계로서 아파트 단지와 같은 수요밀집형 장소에까지 광 케이블에 의한 광통신을 실현하는 장치가 FLC-C 시스템이다. 또한 FLC-C 시스템은 채널사용 효과를 높이기 위하여, 기존의 패킷 방식 기반의 통신방법을 대신하여 ATM 기반의 통신방법을 사용하는데, ATM 기반의 통신을 실현하기 위해서는 DS1E 신호들이 입출력되는 PSTN 망과 ATM 기반의 통신방법을 사용하는 FLC-C 시스템을 서로 접속시켜주는 장치가 필요하다.
이에 본 발명은 상기와 같은 필요성에 부응하기 위하여 안출된 것으로서, ATM 기반의 통신을 실현하기 위하여, FLC-C 시스템의 HDT 내에 장착되어, DS1E 신호들이 입출력되는 PSTN 망과 ATM 기반의 통신방법을 사용하는 FLC-C 시스템을 서로 접속시켜주는 동작을 수행하는, 수요밀집형 광가입자 전송장치에서의 PSTN 망 접속장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 수요밀집형 광가입자 전송장치에서의 PSTN 망 접속장치는 PSTN 망과 접속하여 DS1E 신호를 주고 받는 선로 접속부; 선로 접속부로부터 입력되는 데이터에 AAL1 헤더와 ATM 헤더를 붙여 유토피아(UTOPIA) 레벨 1 방식을 사용해 외부로 전송하는 동작, 및 수신되는 ATM 셀의 헤더를 분석하여 수용 여부를 판단하고, 수용한 ATM 셀을 상기의 선로 접속부로 보내는 동작을 수행하는 ATM 셀 처리부; 수신동작으로서, VPI/VCI 값에 따른 라우팅 헤더를 ATM 셀의 헤더에 덧붙여서 셀 버스로 전송하거나, 송신동작으로서, 셀 버스상의 ATM 셀의 라우팅 헤더값이 자신의 셀 버스 주소값과 일치하면, 이 셀을 받아들여서 출력핀을 통해 출력시키는 동작을 수행하는 셀 버스 접속부; ATM 셀 처리부로부터 나오는 ATM 셀들을 다중화하여, 셀 버스 접속부로 전송하거나, 셀 버스 접속부에서 보내는 셀들을 역 다중화하여 ATM 셀 처리부로 보내는 동작을 수행하는 다중/역다중화부; 및 셀 버스 접속부에서 셀을 보낼 준비가 되었을 때, 이것을 발견하고, 적당한 ATM 셀 처리부에 셀을 라우팅시키거나, ATM 셀 처리부가 전송할 셀을 가지고 있고, 셀 버스 접속부가 셀을 받을 준비가 되었으면, 셀을 전송하는 동작을 수행하는 FPGA부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
도 1은 FLC-C 시스템의 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 PSTN 망 접속장치의 전체 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 PSTN 망 접속장치의 수신동작에 관한 흐름도,
도 4는 본 발명에 따른 PSTN 망 접속장치의 송신동작에 관한 흐름도,
도 5는 선로 접속부의 구성도,
도 6은 ATM 셀 처리부의 구성도,
도 7은 ATM 셀 처리부에서 ATM 셀이 생성되는 과정에 대한 흐름도,
도 8은 ATM 셀 처리부에서 생성된 ATM 셀의 구조도,
도 9는 ATM 셀 처리부에서 생성된 ATM 셀 헤더의 구조도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
110: PSTN 망 200: FLC-C 시스템
210: HDT(Host Digital Terminal) 211: ATRU
212: OTRU 213: 셀 버스
214: 수요밀집형 광가입자 전송장치에서의 PSTN 망 접속장치
220: ONU(Optical Network Unit)
310: 선로 접속부 320: ATM 셀 처리부
330: 다중/역다중화부 340: 셀 버스 접속부
380: FPGA 부
이하에 첨부된 도면을 첨부하여 본 발명을 자세히 설명한다.
도 1은 FLC-C 시스템에 관한 구성도로서, 홈-쇼핑, 게임, 영화 등 각종의 서비스를 제공하는 서비스 제공자들(130)은 ATM 교환기(100)와 FLC-C 시스템(200)을 구성하는 HDT(210)와 ONU(220)를 통해서, 이 서비스들을 요구하는 광 가입자들(140)과 서로 연결된다.
FLC-C 시스템(200)은 전화국에 설치되어, DS1 및 DS1E 신호와 광대역 교환망측에서 전달되는 ATM 기반의 광대역 신호를 접속하여, 동기식 디지탈 계위로 통합-다중화한 후, 대국 장치인 ONU(220)로 광전송하는 기능 및 그 역기능을 수행하는 장치인 HDT(210) 및 아파트 단지와 같은 주거 밀집 지역의 분배소에 설치되어 HDT(210)에서 수신한 광신호로부터 각 가입자 신호를 서비스에 따라 분리하여, 가입자에게 제공하는 기능과 그 역기능을 수행하는 장치인 ONU(220)로 구성되는 FTTC(Fiber To The Curb) 방식의 서비스 전송 플랫폼으로서, 가입자들(140)에게 전화 및 비디오 서비스를 제공하기 위하여, HDT(210)에서 ONU(220) 까지는 광선로(230)를 통해 서비스에 관련된 데이터를 전송하며, ONU(220)에서 각각의 가입자들(140)까지는 기존의 전화선(150)을 이용하여 표준의 전화서비스와 디지탈 서비스를 전달한다.
HDT(210)는 ATM 교환기(100)로부터 4개의 STM-1(Synchronous Transport Module-1) 신호를 수신하여, STM-1 신호에 포함되어 있는 오버헤드를 처리하고, ATM 셀을 추출하여 해당 OTRU로 보내는 동작 및 그 역 동작을 수행하는 2개의 ATRU(211), ATM 셀의 전송통로인 셀 버스(213), HDT(210)와 ONU(220) 사이의 접속을 담당하는 8개의 광 송수신 장치(212:Optical Transmit-Receive Unit) 및 PSTN 망(110)으로부터 입력되는 DS1E 신호를 받아 ATM 셀 처리를 하여 셀 버스(213)를 통해 OTRU(220)로 보내는 PSTN 망 접속장치(214)등으로 구성된다.
ONU(220)는 HDT(210)에서 수신한 STM-4 광신호로부터, 각 가입자 신호를 서비스에 따라 분리하여 가입자들(140)에게 제공하는 동작과 그 역 동작을 수행하며, EMS(120:Element Management System)는 운용자 터미널로서, TMN(Telecommunication Management System) 방식에 따라 고장, 과금, 구성, 성능 및 보안관리 등의 기능을 수행하는 장치이다.
도 2는 본 발명에 따른 수요밀집형 광가입자 전송장치에서의 PSTN 망 접속장치(214)의 전체 구성도로서, 수신된 E1 데이터를 변압기를 거쳐, dual rail 디지털 신호로 변환하는 동작, DPLL(Digital Phase Locked Loop)을 사용하여, dual rail RZ 디지털 신호에서 클럭과 데이터를 복구하는 동작, LOS를 선언/해제하는 동작, 현재 동작하고 있는 PSTN 망 접속장치(214)의 선로 접속부(310) 까지의 통신 상태를 점검할 수 있게 해주는 반환(Loopback) 동작 및 수신 데이터의 Jitter를 감쇄시키는 동작을 수행하는 3개의 선로 접속부(310), AMI(T1), HDB3(E1) 및 B8ZS(T1) 모드 중에서 하나를 선택하는 동작, 선로 반환 처리동작과 셀 반환 동작, AIS를 발생시키는 동작, ATM 셀의 생성과 분해 동작을 수행하는 3개의 ATM 셀 처리부(320), 3개의 ATM 셀 처리부(320)로부터 나오는 ATM 셀들을 다중화하여, 셀 버스 접속부(340)로 전송하는 동작과 및 셀 버스 접속부(340)에서 보내는 셀들을 역 다중화하여 세 개의 ATM 셀 처리부(320)로 보내는 동작을 수행하는 다중/역다중화부(330), ATM 셀 버스와의 접속 동작을 수행하는 셀 버스 접속부(340), 타 프로세스와 IPC(Inter Processor Communication) 통신을 수행하는 IPC 접속부(361), PC나 운용터미날과 연결되어 RS232로 수요밀집형 광가입자 전송장치에서의 PSTN 망 접속장치(214)의 디버깅 및 보고에 관한 동작을 행하는 직렬 채널부(366), CPU(362)와 수요밀집형 광가입자 전송장치에서의 PSTN 망 접속장치(214)의 동작에 관한 각 초기화 데이터를 저장하고 있다가 수요밀집형 광가입자 전송장치에서의 PSTN 망 접속장치(214)가 HDT(210)에 실장될 때, 초기화를 수행하기 위하여 사용되는 ROM(363), ROM(363)과 함께 초기화 정보 및 각종 연결 정보를 수록하고 저장하는 Local RAM(364), 수요밀집형 광가입자 전송장치에서의 PSTN 망 접속장치(214)에 필요한 클럭을 제공하는 클럭 발생기(365), 해당 수요밀집형 광가입자 전송장치에서의 PSTN 망 접속장치(214)에 +3.3V와 +5V의 전원을 공급하거나 전원의 장애를 검출하는 동작을 수행하는 전원공급기(370), 및 셀 버스 접속부(340)에서 셀을 보낼 준비가 되었을 때, 이것을 발견하고 적당한 ATM 셀 처리부(320)에 셀을 라우팅시키는 동작과 ATM 셀 처리부(320)가 전송할 셀을 가지고 있을 때, 이것을 발견하고, 셀 버스 접속부(340)가 셀을 받을 준비가 되었으면, 셀을 전송하는 동작을 수행하는 FPGA부(380)로 이루어진다.
PSTN 망 접속장치(214)가 HDT(210)에 장착되고 동작을 시작하면, ROM(363)에 저장되어 있는 PSTN 망 접속장치(214) 동작에 관한 초기화 데이터 및 동작 프로그램이 국부 RAM(364)으로 옮겨지고, 이 국부 RAM(364)에 옮겨진 데이터와 프로그램에 의하여 PSTN 망 접속장치(214)의 주요 동작이 개시된다. 또한 IPC 접속부(361)는 PSTN 망 접속장치(214) 동작 중에 프로세서간의 IPC(Inter Processor Communication) 통신을 수행하고, 직렬 채널부(376)는 PC 및 운용터미날(301)과 연결되어 RS232로 PSTN 망 접속장치(214)의 디버깅 및 상황보고에 관한 동작을 행한다.
도 3은 본 발명에 따른 수요밀집형 광가입자 전송장치에서의 PSTN 망 접속장치(214)의 수신동작에 관한 개략적인 흐름도로서, PSTN 망(110)으로부터 DS1E 신호를 수신하는 단계(단계 S310), 단계 S310으로부터 수신한 신호를 변압기를 거쳐, dual rail 디지털 신호로 변환하는 단계(단계 S320), 단계 S320으로부터 변환된 신호에서 데이터와 클럭을 복원하는 단계(단계 S330), 단계 S330으로부터 복구된 데이터와 클럭을 사용하여 ATM 셀을 생성시키는 단계(단계 S340), 단계 S340으로부터 생성된 ATM 셀을 다중화시키는 단계(단계 S350) 및 단계 S350으로부터 다중화된 ATM 기반의 신호를 셀 버스(350)로 전송시키는 단계(단계 S360)를 거쳐 수신동작이 이루어진다.
도 4는 본 발명에 따른 수요밀집형 광가입자 전송장치에서의 PSTN 망 접속장치(214)의 송신동작에 관한 개략적인 흐름도로서, OTRU(212)가 셀 버스(350)를 통해 전송한 ATM 셀을 수신하는 단계(단계 S410), 단계 S410으로부터 수신된 신호를 역 다중화하는 단계(단계 S420), 단계 S420으로부터 역 다중화되어진 ATM 셀을 분해하는 단계(단계 S430), 단계 S430으로부터 분해된 ATM 셀 헤더를 점검하여 오류 셀 폐기등의 처리를 수행하는 단계(단계 S440), 단계 S440으로부터 헤더처리가 된 신호를 DS1E 신호로 변환시키고(단계 S450), PSTN 망(110)으로 전송시키는 단계(S460)를 거쳐 송신동작이 이루어진다.
이하에 본 발명에 따른 수요밀집형 광가입자 전송장치에서의 PSTN 망 접속장치(214)의 주요부의 구성에 대하여 자세히 설명한다.
도 5는 선로 접속부(310)의 구성도로서, 신호 변환부(510), 클럭/데이터 복원부(520), LOS(Loss Of Signal) 선언/해제부(530), 반환(Loopback) 처리부(540), 및 Jitter 감쇄부(550)로 구성된다. 하나의 PSTN 망 접속장치(214)는 3개의 선로 접속부(310)를 가지고 있는데, 하나의 선로 접속부(310)는 PSTN 망(110)으로부터 2.048Mbps의 전송률을 가지는 E1 신호 4개와 연결된다.
신호 변환부(510)는 수신된 E1 데이터를 변압기를 거쳐, dual rail 디지털 신호로 변환하는 동작을 수행한다.
클럭/데이터 복원부(520)는 DPLL(Digital Phase Locked Loop)을 사용하여, 상기의 신호 변환부(510)로부터 변환된 dual rail RZ 디지털 신호에서 클럭과 데이터를 복구하는 동작을 수행한다.
LOS 선언/해제부(530)는 수신되는 데이터의 흐름에서 일정 기간 동안 논리값 0이 계속 수신되면, LOS로 판단하는 동작 및 수신 데이터의 흐름에서 논리값 0이 아닌 펄스가 발견되면, LOS 상태를 해제하는 동작을 수행한다.
반환 처리부(540)는 수신된 데이터들을 다시 돌려 보냄으로서, 현재 동작하고 있는 PSTN 망 접속장치(214)에 대하여, 선로 접속부(310)까지의 통신 상태를 점검할 수 있게 해주는 동작을 수행한다.
Jitter 감쇄부(550)는 PSTN 망 접속장치(214)가 수신과정에 있을 경우, PSTN 망(110)으로부터 입력되는 데이터들에 포함된 Jitter를 감쇄시키는 동작을 수행한다.
도 6은 ATM 셀 처리부(320)의 구성도로서, 디코딩부(610), 반환처리부(620), AIS 생성부(630), 및 헤더 처리부(640)로 구성되며, COBRA 칩을 사용하여 구현하였고, 하나의 PSTN 망 접속장치(214)에는 3개의 ATM 셀 처리부(320)가 포함된다.
디코딩부(610)는 AMI(T1), HDB3(E1) 및 B8ZS(T1) 모드 중에서 하나를 선택하는 동작을 수행한다.
반환 처리부(620)는 선로 접속부(310)와 연결되는 4개의 채널 각각에 대하여 선로 반환 처리동작과 셀 반환 처리동작을 수행한다. 선로 반환 처리동작으로는, 선로 입력 데이터와 클럭이 동일 선로 출력으로 반환되는 선로입력/선로출력 반환동작, 및 선로 출력 블록에서 들어오는 클럭과 엔코딩된 데이터가 선로 입력 블록으로 반환되는 선로출력/선로입력 반환동작을 수행하며, 셀 반환 처리동작은 한 개의 채널에 대해서만 반환처리를 수행할 수 있는데, 여러개의 셀이 셀 반환 모드에 놓여지는 경우에는 낮은 번호의 채널이 우선권을 갖도록 동작한다.
AIS 발생부(630)는 기능 장애가 발생한 경우나 자국 반환(Loopback)일 경우에 AIS를 발생시키는 동작을 수행한다.
헤더 처리부(640)는 수신과정으로서, 입력되는 클럭과 직렬 데이터에 AAL1 헤더와 ATM 헤더를 붙여 유토피아(UTOPIA) 레벨 1 방식을 사용해 외부로 전송하는 동작, 및 내부적으로 4개의 포트를 셀 단위로 다중화하는 동작을 수행하며, 송신과정으로서, ATM 셀의 헤더를 분석하여 수용 여부를 판단하고, 수용한 ATM 셀에 대해서는 클럭 및 데이터를 복원하여 선로 접속부(310)로 보내는 동작을 수행한다.
도 7은 ATM 셀 처리부(320)에서 ATM 셀이 생성되는 과정에 대한 흐름도이며, 도 8은 ATM 셀 처리부(320)에서 생성된 ATM 셀의 구조도, 그리고 도 9는 ATM 셀 처리부(320)에서 생성된 ATM 셀 헤더의 구조도로서, DS1E 데이터가 입력되면(단계 S710), 매 376 비트(830:47 바이트) 마다 1 바이트의 AAL1 프로토콜 헤더(820)를 삽입하는 단계(단계 S720), 5 바이트의 ATM 셀 헤더(810)를 삽입하는 단계(단계 S730)를 거쳐 입력된 DS1E 신호를 ATM 셀로 만든 다음, 이 ATM 셀들을 다중화하는 단계(단계 S740) 및 단계 S740으로부터 다중화 된 ATM 셀들을 셀 버스 접속부(340)로 전송하는 단계(단계 S750)로 이루어진다. 또한 ATM 셀 처리부(320)에서의 송신과정은 상기의 수신과정의 역과정으로 이루어진다.
다중/역다중화부(330)는 3개의 ATM 셀 처리부(320)로부터 나오는 ATM 셀들을 다중화하여, 셀 버스 접속부(340)로 전송하는 동작, ATM 셀 처리부(320)가 전송할 셀들을 가지고 있는지를 감시하는 동작, 및 셀 버스 접속부(340)가 셀을 받을 준비가 되면, ATM 셀 처리부(320)로 이에 해당하는 신호를 보내서, ATM 셀 처리부(320)가 셀 전송을 개시하도록 하는 동작을 수행하는 다중화부, 및 셀 버스 접속부(340)에서 보내는 셀들을 역 다중화하여 세 개의 ATM 셀 처리부(320)로 보내는 동작을 수행하는 역 다중화부로 구성되는데, 만일 셀 버스 접속부(340)가 3개의 ATM 셀 처리부(320)로 동시에 셀을 전송한 경우에는 ATM 셀의 헤더에 있는 가상 경로 식별자(VPI)와 가상 채널 식별자(VCI)를 해석하여, 자신이 수신할 셀만을 수신한다.
셀 버스 접속부(340)는 수신동작으로서, 외부 SRAM에 저장되어 있는 라우팅 정보를 이용하여, VPI/VCI 값에 따른 라우팅 헤더를 ATM 셀의 헤더에 덧붙여서 셀 버스(350)로 전송하거나, 송신동작으로서, 셀 버스(350)상의 ATM 셀의 라우팅 헤더값이 자신의 셀 버스 주소값과 일치하면, 이 셀을 받아들여서 다중/역다중화부(330)로 출력시키는 동작을 수행한다.
본 발명에 따른 수요밀집형 광가입자 전송장치에서의 PSTN 망 접속장치를 사용하면, DS1E 신호들이 입출력되는 PSTN 망(110)과 ATM 기반의 통신방법을 사용하는 FLC-C 시스템(200)을 서로 접속시켜 줄 수있다.

Claims (1)

  1. PSTN 망과 접속하여 DS1E 신호를 주고 받는 선로 접속부(310);
    상기의 선로 접속부(310)로부터 입력되는 데이터에 AAL1 헤더와 ATM 헤더를 붙여 유토피아(UTOPIA) 레벨 1 방식을 사용해 외부로 전송하는 동작, 및, 수신되는 ATM 셀의 헤더를 분석하여 수용 여부를 판단하고, 수용한 ATM 셀을 상기의 선로 접속부(310)로 보내는 동작을 수행하는 ATM 셀 처리부(320);
    수신동작으로서, VPI/VCI 값에 따른 라우팅 헤더를 ATM 셀의 헤더에 덧붙여서 셀 버스(350)로 전송하거나, 송신동작으로서, 셀 버스(350)상의 ATM 셀의 라우팅 헤더값이 자신의 셀 버스 주소값과 일치하면, 이 셀을 받아들여서 출력 핀을 통해 출력시키는 동작을 수행하는 셀 버스 접속부(340);
    상기의 ATM 셀 처리부(320)로부터 나오는 ATM 셀들을 다중화하여, 상기의 셀 버스 접속부(340)로 전송하거나, 상기의 셀 버스 접속부(340)에서 보내는 셀들을 역 다중화하여 상기의 ATM 셀 처리부(320)로 보내는 동작을 수행하는 다중/역다중화부(330); 및
    상기의 셀 버스 접속부(340)에서 셀을 보낼 준비가 되었을 때, 이것을 발견하고, 적당한 ATM 셀 처리부(320)에 셀을 라우팅시키거나, 상기의 ATM 셀 처리부(320)가 전송할 셀을 가지고 있고, 상기의 셀 버스 접속부(340)가 셀을 받을 준비가 되었으면, 셀을 전송하는 동작을 수행하는 FPGA부(380)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 수요밀집형 광가입자 전송장치에서의 PSTN 망 접속장치.
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