KR100258701B1

KR100258701B1 - 수요밀집형 광 가입자 전송장치에 있어서의 atm 송수신 장치

Info

Publication number: KR100258701B1
Application number: KR1019970081742A
Authority: KR
Inventors: 이재화
Original assignee: 강병호; 대우통신주식회사
Priority date: 1997-12-31
Filing date: 1997-12-31
Publication date: 2000-06-15
Also published as: KR19990061476A

Abstract

본 발명은 수요밀집형 광 가입자 전송장치(FLC-C)에 있어서의 ATM 송수신 장치(ATM Transmit/Receive Unit)에 관한 것으로서, 광 신호를 받아 전기적 신호로 출력시키거나 전기적 신호를 받아 광 신호로 출력시키는 광 접속부, 각 장치에 필요한 클럭을 공급하는 클럭 공급부, 광 접속부로부터 전기적 디지털 신호를 수신하여 데이터를 재생하는 동작, 재생되어진 데이터에서 필요한 클럭을 복원해 내는 동작, 재생기 구간의 오버헤드 처리 동작, 다중화기 구간의 오버헤드 처리 동작, 경로에 관한 오버헤드 처리 동작, ATM 셀 추출 동작, 하자 셀을 폐기 동작 및 정상 셀은 통과 동작을 수행하는 신호처리부, 수신되는 셀이 사용자 셀인 경우에는 그대로 통과시키는 동작과 OAM 셀인 경우에는 그 OAM 셀을 검사하여 그에 따른 운용, 유지 및 보수에 관한 동작을 수행하는 수신동작, 및 송신되는 디지털 신호에 OAM 셀을 생성시켜 삽입하는 동작을 수행하는 송신동작을 수행하는 ATM-OAM 처리부, 및 입력되는 ATM 셀의 가상 경로 식별자를 변환하고, 목적하는 장치로의 라우팅 꼬리표를 삽입시켜서 셀 버스로 라우팅하는 수신동작 및 셀 버스로부터 셀이 수신되면, 이를 사용자 데이터 셀과 제어셀로 분류하여 그에 따른 동작을 수행하는 셀 라우터부를 포함하여 구성된다.

Description

수요밀집형 광 가입자 전송장치에 있어서의 ＡＴＭ 송수신 장치(ATM transmit- receive unit in Fiber Loop Carrier-Curb system)

본 발명은 수요밀집형 광 가입자 전송장치(Fiber Loop Carrier-Curb System:이하 FLC-C 시스템이라 한다.)에 있어서의 ATM 송수신 장치(ATM Transmit-Receive Unit:이하 ATRU라 한다.)에 관한 것으로서, 특히 전화국 측에서 DS1나 DS1E 신호와 광대역 교환망측에서 전달되는 ATM에 기반을 둔 광대역 디지탈 영상서비스를 접속하여, 동기식 디지탈 계위로 통합하여 다중화한 후, 대국 장치인 ONU(Optical Network Unit)로 광 전송하는 기능 및 그 역기능을 수행하는 장치인 HDT(Host Digital Terminal) 내에 장착되어서 ATM 교환기와 HDT 간의 접속을 담당하는 ATRU 에 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 ATM에 기반을 둔 통신방법을 사용하며, ATM 기반의 통신을 실현하기 위해서는, 전화국에 설치된 ATM 교환기와 FLC-C 시스템의 HDT를 접속시켜주는 장치가 필요하다.

이에 본 발명은 상기와 같은 필요성에 부응하기 위하여 안출된 것으로서, 전화국에 설치되는 ATM 교환기와 FLC-C 시스템의 HDT 사이의 접속 동작을 수행하는 ATM 송수신 장치(ATRU)를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 ATM 송수신 장치는 광 신호를 입력받아 광/전 변환을 거쳐 전기적 신호로 출력시키는 수신부와 전기적 신호를 입력받아 전/광 변환을 거쳐 출력시키는 송신부로 구성되는 광 접속부; 각 장치에 필요한 클럭을 공급하는 클럭 공급부; 상기의 광 접속부로부터 전기적 디지털 신호를 수신하여, 상기의 클럭 공급부로부터 수신한 기준 클럭을 이용해서 데이터를 재생하고, 재생되어진 데이터에서 필요한 클럭을 복원해 내는 동작을 행하는 데이터 재생부, 재생기 구간의 오버헤드 신호를 처리하는 재생기 구간 오버헤드 처리부, 다중화기 구간의 오버헤드 신호를 처리하는 다중화기 구간 오버헤드 처리부, 경로에 관한 오버헤드 신호를 처리하는 경로 오버헤드 처리부 및 ATM 셀을 추출하고, 하자가 있는 ATM 셀을 폐기하며, 하자가 없는 ATM 셀은 통과시키는 동작을 수행하는 ATM 셀 처리부로 이루어지는 신호처리부; 수신되는 셀이 사용자 셀인 경우에는 그대로 통과시키는 동작과 OAM 셀인 경우에는 그 OAM 셀을 검사하여 그에 따른 운용, 유지 및 보수에 관한 동작을 수행하는 수신동작, 및 송신되는 디지털 신호에 OAM 셀을 생성시켜 삽입하는 동작을 수행하는 송신동작을 수행하는 ATM-OAM 처리부; 및 입력되는 ATM 셀의 가상 경로 식별자(VPI:Virtual Path Identifier)를 변환하고, 목적하는 장치로의 라우팅 꼬리표를 삽입시켜서 셀 버스로 라우팅하는 수신동작, 및 셀 버스로부터 셀이 수신되면, 이를 사용자 데이터 셀, 제어셀로 분류하여 각각의 버퍼로 전송하고, 사용자 셀이면 상기의 ATM-OAM 처리부로 전송하며, 제어 셀인 경우에는 프로세서가 수신하고, 반환 셀이면 다시 셀 버스로 전송하는 송신동작을 수행하는 셀 라우터부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

도 1은 FLC-C 시스템에 관한 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 ATRU의 구성도,

도 3은 ATRU의 송수신동작에 대한 개략적인 흐름도,

도 4는 ATRU의 신호처리부의 구성도,

도 5는 ATRU의 ATM-OAM 처리부의 구성도,

도 6은 STM-1 프레임의 구조도,

도 7은 OAM 셀의 구조도,

도 8은 Loopback OAM 셀의 기능규정필드의 구조도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

200: FLC-C 시스템 210: HDT(Host Digital Terminal)

211: ATRU 212: OTRU

213: 셀 버스 220: ONU(Optical Network Unit)

310: 광 접속부 320: 신호처리부

330: ATM-OAM 처리부 340: 셀 라우터부

370: 마이크로 프로세서부 371: CPU

380: 클럭 공급부 410: 데이터 재생부

420: 재생기 구간 오버헤드 처리부 421: STM-1 프레임 상태 확인부

422: STM-1 프레임 혼화/역혼화부 423: 구간 하자 발생 확인부

424: LOS 선언/해제부 425: LOF 선언/해제부

430: 다중화기 구간 오버헤드 처리부 431: RDI 삽입/검출부

432: AIS 삽입/검출부 433: BIP-24 삽입/추출부

440: 경로 오버헤드 처리부 441: ATM 셀 경계점 탐색부

442: AIS 삽입/검출부 443: LOP 삽입/검출부

444: BIP-8 삽입/검출부 445: 경로 FEBE 삽입/검출부

446: 경로 RDI 삽입/검출부 450: ATM 셀 처리부

451: ATM 셀 추출부 452: 하자 셀 폐기부

453: ATM 셀 송수신부 510: OAM 셀 인식 및 기능분리부

520: SRAM 제어부 530: SRAM

540: 셀 추출기능부 550: FM(Fault Management) 기능부

555: PM 기능부 560: Loopback 기능부

570: CC 기능부 580: 셀 삽입기능부

590: CPU 접속기능부

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 통해서, 이 서비스들을 요구하는 광 가입자들(140)과 서로 연결된다.

FLC-C 시스템(200)은 전화국에 설치되어, DS1(E) 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) 등으로 구성되며, 공중교환 전화망(110: Public Switched Telephone Network)으로부터 DS1, DS1E 신호를 접속하고, ATM 교환기(100)로부터 디지탈 영상서비스를 접속하는데, 디지탈 영상 서비스 신호 접속은 ATM을 기반으로 한 STM-1에 의해 이루어지고, ONU(220)로의 라우팅을 위해, ATM 셀은 해당 STM-4에 재배치 및 다중화되어 ONU(220)로 전송된다.

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.

또한 ATM 교환기(100)와 HDT(210) 사이에서 송수신되는 STM-1 신호는 도 6에 보인바와 같은 구조로 되어있는 디지털 신호로서, 다수의 ATM 셀 형식의 데이터들(695)과 이 데이터들의 통신상태를 점검하기 위한 각종의 오버헤드 신호(660,670, 680,690)들이 부가되어 있으며, 도 6에 보인 일련의 디지털 신호 집합을 STM-1 프레임(600)이라고 한다.

도 2는 본 발명에 따른 ATRU(211)의 구성도로서, 155.52Mbps(Mega bits per second)의 전송률로 입력되는 STM-1 광신호를 전기신호로 바꾸거나, STM-1 전기신호를 광신호로 바꾸어 전송하는 동작을 수행하는 4개의 광 접속부(310); 클럭 공급부(380)에서 입력되는 19.44Mhz의 클럭을 이용하여 데이터를 재생하는 데이터 재생부(421), STM-1 프레임(600)의 오버헤드 중에서 재생기 구간 오버헤드(660)에 관한 처리를 담당하는 재생기 구간 오버헤드 처리부(420), STM-1 프레임(600)의 오버헤드 중에서 다중화기 구간 오버헤드(680)에 관한 처리를 담당하는 다중화기 구간 오버헤드 처리부(430), STM-1 프레임(600)의 오버헤드 중에서 경로 오버헤드(690)에 관한 처리를 담당하는 경로 오버헤드 처리부(440) 및 ATM 셀에 관한 처리를 행하는 ATM 셀 처리부(450)로 이루어지는 4개의 신호처리부(320); OAM 기능을 행하기 위하여 필요한 정보들을 저장하고 있는 SRAM, SRAM의 동작을 제어하는 SRAM 제어기, OAM 셀을 인식하고 OAM 기능을 분류하는 OAM 셀 인식 및 기능분리부, OAM 셀을 추출하는 OAM 셀 추출부, AIS 처리나 RDI 처리를 담당하는 FM(Fault Management) 기능부, 목적한 반환점(loop back point)에서 셀을 반환시켜, 측정점에서 임의 구간 까지 시험을 행함으로서 고장구간을 알아내는 기능을 수행하는 반환(Loopback)기능부, 접속 정상성을 확인하는 기능을 수행하는 CC(Continuity Check) 기능부, AIS 셀, RDI 셀, CC 셀 등의 OAM 셀 을 사용자 셀의 흐름속에 삽입하는 기능을 수행하는 셀 삽입기능부 및 CPU와의 접속기능을 수행하는 CPU 접속기능부로 이루어지는 4개의 ATM-OAM 처리부(340); ATM 교환기(100)로 부터 전송되어 오는 ATM 셀의 가상 채널 식별자(Virtual Path Identifier)를 변환하고, 목적하는 장치로의 라우팅 꼬리표를 삽입시켜서, 셀 버스(213)로의 라우팅 동작을 행하는 4개의 셀 라우터부(340), PECL 신호레벨과 TTL 신호레벨 사이에서의 변환을 행하는 4개의 PECL/TTL 변환부(350); 추출된 OAM 셀을 저장하는 4개의 OAM F/F부(360); ATRU(211)에 대한 제어기능을 수행하는 중앙 처리 장치(371,CPU), CPU(371) 및 각 모듈의 초기화 데이터를 저장하고 있다가 HDT(210)에 실장할 때 초기화 기능을 수행하는 Boot ROM(372), Boot ROM(372)과 함께 각 모듈의 초기화 및 각종 연결 정보를 수록하고 저장하는 기능을 갖는 Local RAM(373), 칩 선택 신호를 만들어 내고, 각 모듈로부터 인터럽트 소스를 입력받아 CPU(371)에게 전해주는 기능을 수행하는 Address Decoder(374), MCU(302:Main control unit)와 IPC(Inter Processor Communication) 통신을 하는 동작을 수행하는 IPC 채널(375) 및 PC나 운용터미날(301)과 연결하여 RS232로 ATRU(210)의 동작에 관한 보고 기능을 수행하는 직렬 채널(376)로 이루어지는 마이크로 프로세서부(370); 클럭 공급에 관한 동작을 수행하는 클럭 공급부(380); CPU(371)의 시스템 버스(390); 및 셀 버스부(213)로 구성된다.

도 3은 ATRU(211)의 송수신동작에 대한 개략적인 흐름도로서, ATRU(211)가 HDT(210)에 장착되고 동작을 시작하면, Boot ROM(372)에 저장되어 있는 ATRU(211) 동작에 관한 초기화 데이터 및 동작 프로그램이 국부 RAM(373)으로 옮겨지고, 이 국부 RAM(373)에 옮겨진 데이터와 프로그램에 의하여 ATRU(211)의 주요 동작이 개시된다. 또한 어드레스 디코더(374)는 상위 8비트의 CPU(371) 주소를 이용하여, 칩 선택신호를 만들어 내어 현재의 ATRU(211)를 선택 하게 하고, 각 장치로 부터 인터럽트 소스를 입력받아 CPU(371)에게 전해주는 동작을 행하며, IPC 채널부(375)는 ATRU(211) 동작 중에 MCU(302)와 IPC(Inter Processor Communication) 통신을 수행하고, 직렬 채널부(376)는 PC 및 운용터미날(301)과 연결되어 RS232로 ATRU(211)의 디버깅 및 상황보고에 관한 동작을 행한다(단계 S300).

ATRU(211)가 동작을 시작한 후, ATRU(211)의 수신동작은 단계 S321로부터 단계 S325 까지의 과정으로 이루어진다.

하나의 ATRU (211)는 4개의 광 접속부(310)를 이용하여, ATM 교환기(100)로부터 광 전송로(131)를 통해 전송되는 4개의 STM-1 광 신호를 동시에 수신하며, 각각의 광 접속부(310)는 수신된 4개의 STM-1 광 신호를 전기적 신호로 변환시켜서 신호처리부(320)로 보낸다(단계 S321).

신호처리부(320)는 광 접속부(310)로부터 전기적 신호로 변환되어 입력된 STM-1 신호에서 재생기 구간 오버헤드(660), 다중화기 구간 오버헤드(680) 및 경로 오버헤드(690)를 검색하여 통신상태를 검사하고, 그에 따른 조치를 취하며(단계 S322), STM-1 신호로부터, ATM 셀들(695)을 추출하여, ATM-OAM 처리부(330)로 전송한다(단계 S323).

ATM-OAM 처리부(330)에서는 신호처리부(320)로부터, 전송되어 온 ATM 셀들에 대하여, 데이터의 통신상태를 점검하기 위하여 포함되어 있는 ATM 셀의 오버헤드를 해석하여, AIS 처리, RDI 처리, CC 처리등의 동작을 수행하고(단계 S324), ATM 셀들과 OAM 셀들을 셀 라우터부(340)로 보낸다.

ATM/OAM 처리부(330)로부터 전송되어 온 ATM 셀과 OAM 셀을 받은 셀 라우터부(340)에서는 이 셀들을 셀 버스(213)로 출력하여, 해당 OTRU(212)로 송신하는 동작을 수행한다(단계 S325).

ATRU(211)가 동작을 시작한 후, ATRU(211)의 송신동작은 단계 S331로부터 단계 S334 까지의 과정으로 이루어진다.

HDT(210)에 포함되어 있는 8개의 OTRU(212)로부터, 셀 버스(213)를 통해 전송되는 ATM 셀들과 OAM 셀들을 셀 라우터부(340)을 통해 수신하고(단계 S331), 4개의 ATM-OAM 처리부(330) 중에서 해당하는 ATM-OAM 처리부(330)로 송신한다.

ATM-OAM 처리부(330)에서는 셀 라우터부(340)을 통해 전송되어 온 ATM 셀들에 대하여, 데이터의 통신상태를 점검하기 위해 포함되어 있는 ATM 셀의 오버헤드를 해석하여, 그에 따른 처리를 하고, AIS 처리, RDI 처리, CC 처리 등을 위한 OAM 셀을 생성하여 해당 신호처리부(320)로 송신한다(단계 S332).

신호처리부(320)는 ATM-OAM 처리부(330)로부터 들어온 ATM 셀들과 OAM 셀들에 정상적인 통신상태를 확인하기 위한 각 오버헤드를 삽입하여, STM-1 프레임(600)을 생성하고 광 접속부(310)로 전송한다(단계 S333).

광 접속부(310)는 신호처리부(320)로부터 받은 전기적 디지털 신호인 STM-1 신호를 광 신호로 변환하여 광 선로(131)을 통해 ATM 교환기(100)로 송신한다(단계 S334).

이하에 ATRU(211)의 각 구성요소에 대하여 자세히 설명한다.

광 접속부(310)는 송신부와 수신부로 이루어지는데, 광 수신부는 ATM 교환기(100)로부터 광 선로(131)를 통하여 수신한 혼화(scrambling)된 155.52Mbps 광신호를 받아 광/전 변화를 거친 후, 신호처리부(320)로 전송하며, 광 송신부는 신호처리부(320)로부터 전송되는 STM-1 구조의 혼화된 직렬 155.52 Mbps의 신호를 차분(differential) PECL의 형태로 받아 전/광 변화를 하여 ATM 교환기(100)로 송신한다.

클럭 공급부(380)는 TTL 레벨의 셀 버스(213) 클럭인 25.92Mhz의 클럭과 신호처리부(320)의 데이터 재생부(410)에서 데이터를 재생하기 위하여 사용되는 19.44Mhz의 참조 클럭 및 IPC 채널(375)용 307.2Khz의 클럭을 공급받는다. 셀 버스(213)용 25.92Mhz TTL 클럭은 TTL/GTL 변환을 거쳐 셀 버스(213) 읽기 클럭과 셀 버스(213) 쓰기 클럭으로 나뉘어져 각각 셀 라우터부(340)에 GTL 레벨로 공급된다. 신호처리부(320)의 기준클럭인 19.44Mhz는 TTL/PECL 변환을 거쳐 차분(differen- tial)으로 각각 신호처리부(320)로 공급된다. 그리고 307.2Khz인 IPC 채널(375) 클럭은 MCU(302)로부터 공급받아 프로세서에 공급되는데, 307.2Khz의 IPC 통신용으로 사용되고 16분주하여 19200hz로 디버깅용 직렬 통신 클럭으로도 사용된다.

도 4는 신호처리부(320)의 구성도로서, 광 접속부(310)로부터 STM-1 신호를 수신하여, 클럭 공급부(380)로부터 수신한 19.44Mhz의 기준 클럭을 이용해서 데이터를 재생하고, 재생되어진 데이터에서 155.52Mhz의 클럭을 복원해 내는 동작을 행하는 데이터 재생부(410), 데이터 재생부에서 복원한 155.52Mhz의 클럭을 이용하여 각 오버헤드 처리를 행하는 재생기 구간 오버헤드 처리부(420), 다중화기 구간 오버헤드 처리부(430), 경로 오버헤드 처리부(440) 및 ATM 셀 처리부(450)로 이루어진다.

재생기 구간 오버헤드 처리부(420)는 STM-1 프레임 상태 확인부(421), STM-1 프레임 혼화/역혼화부(422), 구간 하자 발생 확인부(423), LOS(Loss Of signal) 선언/해제부(424), LOF(Loss Of Frame) 선언/해제부(425)로 구성된다.

STM-1 프레임 상태 확인부(421)는 STM-1 프레임을 수신하는 경우, STM-1 프레임의 경계 식별을 위한 프레임 정렬 바이트인 A1(601 내지 603), A2(604 내지 606)를 식별하여, 4개의 연속된 프레임 정렬 바이트에서 오류가 발생하면, "프레임 외(OOF:Out Of Frame)"로 판단하고, 250

μs

동안 에러가 없는 STM-1 프레임 패턴이 존재하면 OOF 상태를 해제하며, 프레임을 송신하는 경우에는 STM-1 프레임에 프레임 정렬 바이트를 삽입하여 송신하는 동작을 행하는데, 정상 상태의 A1은 "11110110", A2는 "101000"의 논리값을 가진다.

STM-1 프레임 혼화/역혼화부(422)는 STM-1 프레임에 논리값 0과 1의 분포가 너무 편중되어 있는 것을 방지하기 위한 혼화처리를 수행하거나, 혼화처리된 신호를 원래의 상태로 복구시키는 역혼화 처리를 행하하는데, STM-1 프레임을 수신하는 경우에는, 해당 STM-1 프레임에 대하여 역 혼화를 행하며, STM-1 프레임을 송신시에는 프레임의 첫 행은 STM-1 프레임 정렬 바이트(601, 602)를 포함하고 있으므로, 해당 프레임의 구간 오버헤드의 첫행을 제외하고 프레임 동기 혼화처리를 행한다.

구간 하자 발생 확인부(423)는 구간(section)에 하자가 발생하였는지를 확인하는 동작을 행하는데, 비트 교직 홀짝수 검사(BIP:Bit Interleaved Parity) 바이트인 B1(611)의 i번째(i=1,2,

⃛

,8) 비트에 대해서는 STM-1 프레임(600) 내의 각 바이트의 i번째 비트들에 대해서만 짝수검사를 하도록 하는 BIP-8을 사용한다. STM-1 프레임을 수신하는 경우, 직전에 수신된 STM-1 프레임의 혼화된 데이터에 대한 BIP-8의 계산 값과 수신 후의 STM-1 프레임의 B1(611)을 비교하여, 구간의 에러 발생 여부를 확인하며, 프레임을 송신하는 경우에는 이전 STM-1 프레임의 혼화된 데이터에 대하여 BIP-8을 계산하여, 다음 STM-1 프레임을 혼화하기 전에 B1(611)에 이 값을 삽입한다.

LOS 선언/해제부(424)는 프레임을 수신하는 경우,

20±3μs

(micro second) 동안, 논리값 0이 수신되면 LOS로 판단하는 동작, 2개 연속으로 정상 STM-1 프레임이 검출되고, 이 기간동안 LOS 조건이 검출되지 않으면, LOS를 해제하는 동작을 수행하며, 프레임을 송신하는 경우에는 선로 AIS(line Alarm Indication Signal) 상황이면, STM-1 프레임의 구간 오버헤드를 제외시킨 후, 혼화하기 전에 모든 데이터를 논리값 1로 세팅하는 동작을 행한다.

LOF 선언/해제부(425)는 3ms(milli second) 동안 OOF 상태가 지속되면 LOF로 선언하고, 3ms 동안 OOF 해제 상태가 지속되면 LOF 상태를 해제하는 동작을 행한다.

다중화기 구간 오버헤드 처리부(430)는 RDI(Remote Defect Indication) 삽입/검출 부(431), AIS(Alarm Indication Signal) 삽입/검출부(432) 및 BIP-24 삽입/추출부(433)로 구성된다.

RDI 삽입/검출부(431)는 LOS, LOF, AIS가 검출되었을 때, 대국측으로 RDI를 발생시키는 동작을 행하는데, 5개의 연속된 STM-1 프레임에서 K2(633) 바이트의 비트 6, 7, 8의 논리값이 "110"이면 RDI로 판단하고, 5개 연속해서 K2(633) 바이트의 비트 6, 7, 8의 논리값이 "110"이 아닌 다른 값이면 RDI는 해제된 것으로 판단하며, 프레임 송신시의 선로 RDI는 K2(633) 바이트의 비트 6, 7, 8에 논리값 "111"을 삽입하여 발생시킨다.

AIS 삽입/검출부(432)는 기능 장애로 인하여 STM-1 프레임의 발생이 불가능하거나, 자국 반환(Loopback)일 경우에 AIS를 발생시키는 동작을 행하는데, 5개 연속해서 K2(633) 바이트의 비트 6, 7, 8의 논리값이 "111"이면 AIS로 판단하고, 5개 연속해서 K2(633) 바이트의 비트 6, 7, 8의 논리값이 "111"이 아닌 다른 값이면 AIS가 해제된 것으로 판단한다.

BIP-24 삽입/추출부(433)는 이전 프레임에서 재생기 구간 오버헤드 공간을 제외한 나머지 공간 전체에 대한 BIP-24 계산값과 후 프레임의 B2(629 내지 631)를 비교하여 선로 레벨의 에러 발생 여부를 확인하고, BIP-24 에러가 검출되면, Z2(650,651) 바이트에 FEBE(Far End Block Error)를 엔코딩하여 삽입하는 동작을 행한다. 다중화기 구간 오류 감시 기능을 위한 BIP 바이트인 B2(629 내지 631)는 3 바이트의 크기를 가지는데, B2(629 내지 631)의 24개 비트 중에서 i번째(i=1,2,

⃛

,24) 비트는 해당 데이터의 i번째 비트로부터 시작하여 매 24번째 비트들에 대한 홀짝수 검사를 한 후, 이것이 짝수가 되도록 논리값 1 또는 0으로 채워진다.

경로 오버헤드 처리부(440)는 ATM 셀 경계점 탐색부(441), 경로 AIS 삽입/검출부(442), LOP(Loss Of Pointer) 삽입/검출부(443), BIP-8 삽입/검출부(444), 경로 FEBE 삽입/검출부(445) 및 경로 RDI 삽입/검출부(446)로 구성된다.

ATM 셀 경계점 탐색부(441)는 포인터(670) 값을 사용하여, 입력되는 신호의 흐름속에서 경로 오버헤드(610)를 추출하는 동작, 수신된 비트열로부터 구간 오버헤드 내의 프레임 정렬 바이트 A1(601 내지 603), A2(604 내지 606)를 검출하여, STM-1 프레임을 식별하는 동작, 이어서 포인터(670) 내의 H1(619 내지 621), H2(622 내지 624) 바이트를 읽어내어 VC-4(Virtual container-4)의 시작점을 찾아낸 후, VC-4의 경로 오버헤드(690) 내에 있는 H4(638) 바이트를 읽어내어 ATM 셀의 경계점을 찾는 동작 및 STM-1 프레임을 송신하는 경우에는 포인터(670) 값을 송신 프레임에 삽입하는 동작을 행한다.

경로 AIS 삽입/검출부(442)는 기능 장애로 인하여 VC-4 추출이 불가능하거나 3개의 연속적인 AIS 신호가 검출되면 경로 AIS로 선언하는 동작 및 정상적인 새 데이터 지시기(NDF:New Data Flag) 상태에서 3번 연속한 프레임에 정상적인 포인터(670) 값이 검출되거나 반전된 NDF 상태에서 정상 포인터 값이 검출되면, 경로 AIS 상태를 해제하는 동작을 행한다.

LOP 삽입/검출부(443)는 8개 연속적으로 비정상적인 포인터(670) 값이 검출되거나 8개 연속으로 변경된 NDF가 검출되면 LOP로 선언하는 동작 및 3개의 연속되는 프레임에서 정상적인 NDF 값을 가진 정상적인 포인터(670) 값이 검출되면 LOP를 해제하는 동작을 행한다.

BIP-8 삽입/검출부(444)는 전 프레임에서 계산한 BIP-8 값과 다음 프레임의 B3(614) 값을 비교하여 에러의 존재 여부를 확인하는 동작 및 프레임을 송신하는 경우에는 SPE에 대하여 계산한 BIP-8의 값을 다음 프레임의 B3(614)에 삽입하는 동작을 행한다.

경로 FEBE 삽입/검출부(445)는 G1(628)의 첫 4개의 비트를 추출하여 FEBE를 검출하는 동작 및 수신 경로 오버헤드의 BIP-8 에러가 검출되면 G1(628) 바이트의 FEBE 비트에 삽입하는 동작을 행한다.

경로 RDI 삽입/검출부는(446) AIS, LOC(Loss Of Cell), 경로 추적 실패 상태가 발생하면, RDI를 발생시키는 동작을 행하는데, 5개(또는 10개)의 연속되는 프레임에서 G1(628)의 다섯 번째 비트의 논리값이 1이면 경로 RDI로 선언하고, 0이면 경로 RDI를 해제한다.

ATM 셀 처리부(450)는 ATM 셀 추출부(451), 하자 셀 폐기부(452) 및 ATM 셀 송수신부(453)로 구성된다.

ATM 셀 추출부(450)는 ATM 셀 경계 식별을 하는 동작, 송신시에는 셀의 첫 4 바이트에 대해서 31차의 2진 다항식으로 표기하고, 이에 x⁸을 곱한 후, 생성 다항식 x⁸+x²+x+1으로 나눈 나머지의 계수를 ATM 셀(690)의 HEC(Header Error Control) 구간에 기록하는 동작 및 수신시에는 HEC 구간을 포함한 5 바이트를 39차 2진 다항식으로 표기하고, 이것이 생성 다항식으로 나누어지는지의 여부를 확인하는 동작을 행하는데, 수신측에서는 HEC를 확인하여 맞는 HEC가 6번 검사되면, 동기 상태를 유지하는 것으로 간주하고, 틀린 HEC가 7번 검사되면, 동기를 잃은 것으로 간주(LOC)한다.

하자 셀 폐기부(452)는 HEC 검사과정에서 복수 비트 에러 셀(multi bit error cell)을 폐기하는 동작을 행한다.

ATM 셀 송신부(453)는 HEC 검사과정에서 하자가 없는 셀은 그대로 통과시키며, 단일 비트 에러 셀(single bit error cell)은 수정해서 통과시키는 동작을 행하는데, ATM 셀(690)의 헤더 4 바이트에 대하여 CRC-8 검사를 하여 5번째 바이트에 삽입한 다음에 ATM 셀(690)과 SOC(Start Of Cell)를 함께 송신한다.

도 5는 ATM-OAM 처리부(330)의 구성도이고 도 7은 OAM 셀(700)의 구조도로서ATM-OAM 처리부(330)는 OAM 셀 인식 및 기능분리부(510), SRAM 제어부(520), SRAM (530), 셀 추출기능부(540), FM(Fault Management) 기능부(550), PM(Performance Monitoing) 기능부(555), 반환(Loopback) 기능부(560), CC(Continuity Check) 기능부(570), 셀 삽입기능부(580) 및 CPU 접속기능부(590)로 이루어지며, 각 구성요소에 대한 자세한 설명은 다음과 같다.

OAM 셀 인식/기능분리부(510)는 신호처리부(320)로부터 입력되는 셀이 사용자 셀이라면, 그대로 셀 라우터부(340)로 전송시키며, OAM 셀이라면, OAM 셀을 인식하여 OAM 유형을 나타내는 비트들(710)을 보고, 각 유형별로 분류하는 동작을 행한다. 또한 인식된 OAM 셀의 기능에 대하여, OAM 동작을 수행하기 위하여 필요한 정보들을 저장하고 있는 저장 장치인 SRAM부(530)를 SRAM 제어부(520)를 통하여 엑세스하여 OAM 기능을 수행하는데 참조한다.

셀 추출기능부(540)는 신호처리부(320)로부터 입력되는 OAM셀이 PM 활성화/비활성화 셀이라면, 이 셀을 추출하는 동작을 수행하며, 이후에 CPU(371)에 의하여 독립적으로 참조될 수 있도록 추출된 PM 활성화/비활성화 셀을 OAM F/F부(360)에 저장한다.

FM 기능(550)부는 AIS(Alarm Indication Signal) 처리와 RDI(Remote Defect Indication) 처리에 관한 동작을 행한다.

AIS 처리에 관하여, FM 기능부(550)는 OAM 셀 송신시에는 각각의 생성된 OAM 셀에 대하여 CRC-10을 행하고, 각 연결(connection) 당 매 1초 마다 End-to-End나 세그먼트 AIS 셀을 생성시키는 동작을 행하며, OAM 셀 수신시에는 종단점(termination point)에 도달하는 OAM AIS 셀을 감지하고, 사용자 셀이 들어오거나 2.5

±

0.5 초 동안 AIS 셀이 들어오지 않을 때에는 AIS 상태를 해제하는 동작, 종료된 OAM 셀을 셀 흐름으로부터 제거하는 동작, 각 OAM 셀에 대하여 CRC-10 검사를 하여 무효 셀은 탈락시키는 동작을 행한다.

RDI 처리에 관하여, FM 기능부(550)는 OAM 셀 송신시에는 OAM AIS 셀을 받았을 경우, 각 연결에 대하여 매 1초 마다 자동적으로 F4/F5 OAM 셀을 생성시키는 동작을 행하고, OAM 셀 수신시에는 F4/F5 OAM RDI 셀을 감지하고,

2.5±0.5

초 동안 RDI 셀이 들어오지 않을 때 RDI를 해제하는 동작을 행한다.

OAM 셀 반환 처리부(560)에서는 수신기로 부터 도 8에 보인 Loopback OAM 셀의 기능규정필드 중 LBI(810:Loopback Indication)의 논리값이 01H인 반환셀을 수신할 경우, 모든 활성 연결에 대하여 LBI 값을 00h로 바꾸어 돌려보내며, 도 8에 나타낸 반환 OAM 셀 구조의 다른 필드를 해당 정보로 채운 순방향 LB 셀을 생성시키고, 되돌아오는 셀의 검출울 위해 타임 스탬프 기반의 상호관계 꼬리표를 제공하며, 타임 스탬프 필드를 통해 망의 지연시간을 측정한다. 또한 VPI/VCI 의 매칭을 검사하고 상호관계 꼬리표를 검사한 다음, 현재 시간을 저장하고 셀을 종료시킨다.

CC 기능부(570)에서는 OAM 셀 송신시에는 각 연결에 대하여 1초 마다 End-to-End 셀이나 세그먼트 F4/F5 CC 셀을 생성시키는 동작을 행하며, OAM 셀 수신시에는 F4/F5 OAM CC 셀을 감지하고, 사용자 셀이 들어오지 않고, 3.5

±

0.5 초 동안 CC 셀이 들어오지 않으면 LOC(Loss of Continuity)를 세팅한다.

셀 삽입기능부(580)는 ATM-OAM 처리부(330)로부터 생성된 OAM 셀들을 셀 라우터부(340)로부터 신호처리부(320)로 흐르는 신호에 삽입시키는 동작을 수행한다.

CPU 접속기능부(590)는 CPU(371)와 ATM-OAM 처리부(330)을 접속하는 동작을 수행하여, CPU(371)가 셀 삽입기능부(580)를 제어할 수 있도록 하는 동작을 수행한다.

셀 라우터부(340)는 입력되는 ATM 셀의 가상 경로 식별자(VPI:Virtual Path Identifier)를 변환하고, 목적하는 장치로의 라우팅 꼬리표를 삽입시켜서 셀 버스(213)로 라우팅하는 동작을 행한다. 현재의 ATRU(211)에서 타 장치로 셀버스(213)를 통하여 셀을 전송하기 위해서는 라우팅 꼬리표를 첨부한 셀을 셀 버스(213)로 보내며, 셀 버스(213) 엑세스 요구를 한다. 이때 중재기(Arbitor)에 의해 허가를 받으면 셀 전송이 이루어진다. 셀 라우터부(340)는 각각의 주소가 주어지는데 현재의 ATRU(211)의 슬롯 식별자가 셀 라우터부(340)의 식별자로 주어진다. 셀 버스(213)로부터 현재의 셀 라우터부(340)의 주소에 해당하는 셀이 수신되면, 이를 사용자 데이터 셀, 제어셀로 분류하여 각각의 버퍼로 전송하고, 사용자 셀이면 ATM-OAM 처리부(330)으로 전송하며, 제어셀인 경우에는 프로세서(371)가 수신하고, 반환 셀이면, 다시 셀 버스(213)로 전송한다.

마이크로 프로세서부(370)는 중앙 처리 장치(371:CPU), Boot ROM(372), 국부 RAM(373), 어드레스 디코더(374), IPC 채널 및 직렬 채널(376)으로 구성된다.

Boot Rom(372)는 512K 바이트 플래시 메모리 2개로 구현되어, CPU(372) 및 ATRU(211)의 동작에 관한 각 초기화 데이터를 저장하고 있다가 ATRU(211)가 HDT(210)에 실장될 때, 초기화를 수행하기 위하여 사용된다.

Local RAM(373)은 512K 바이트 SRAM 2개로 이루어져 있고, Boot ROM(372)과 함께 초기화 정보 및 각종 연결 정보를 수록하고 저장한다.

어드레스 디코더(374)는 상위 8비트의 CPU(371) 주소를 이용하여, 칩 선택신호를 만들어 낸다. 그리고 각 장치로 부터 인터럽트 소스를 입력받아 CPU(371)에게 전해주는 동작을 행한다.

IPC 채널부(375)는 MCU(302))와 IPC(Inter Processor Communication) 통신을 수행하며, 직렬 채널부(376)는 PC 및 운용터미날(301)과 연결되어 RS232로 ATRU (211)의 디버깅 및 보고에 관한 동작을 행한다.

PECL/TTL 변환부(350)는 신호처리부(320)에서 출력되는 TTL 신호레벨을 PECL 신호레벨을 요구하는 광 접속부(310)를 위하여 신호레벨을 변환시켜주는 기능을 수행한다.

본 발명에 따른 ATRU(211)를 사용하면, ATM 교환기(100)와 FLC-C 시스템의 HDT(210) 사이를 접속하여, 통신과정에 있는 ATM 기반의 데이터들을 효율적으로 처리할 수 있으므로, 수요가 밀집한 지역의 광가입자들에게 고속 데이터 서비스나 영상 서비스와 같은 광대역 정보 서비스를 제공하기 위한 FLC-C 시스템(200) 구축을 편리하게 하여주는 효과가 있다.

Claims

광 신호를 입력받아 광/전 변환을 거쳐 전기적 신호로 출력시키는 수신부와 전기적 신호를 입력받아 전/광 변환을 거쳐 출력시키는 송신부로 구성되는 광 접속부(310);

각 장치에 필요한 클럭을 공급하는 클럭 공급부(380);

상기의 광 접속부(310)로부터 전기적 디지털 신호를 수신하여, 상기의 클럭 공급부(380)로부터 수신한 기준 클럭을 이용해서 데이터를 재생하고, 재생되어진 데이터에서 필요한 클럭을 복원해 내는 동작을 행하는 데이터 재생부(410), 재생기 구간의 오버헤드 신호를 처리하는 재생기 구간 오버헤드 처리부(420), 다중화기 구간의 오버헤드 신호를 처리하는 다중화기 구간 오버헤드 처리부(430), 경로에 관한 오버헤드 신호를 처리하는 경로 오버헤드 처리부(440) 및 ATM 셀을 추출하고, 하자가 있는 ATM 셀을 폐기하며, 하자가 없는 ATM 셀은 통과시키는 동작을 수행하는 ATM 셀 처리부(450)로 이루어지는 신호처리부(320);

수신되는 셀이 사용자 셀인 경우에는 그대로 통과시키는 동작과 OAM 셀인 경우에는 그 OAM 셀을 검사하여 그에 따른 운용, 유지 및 보수에 관한 동작을 수행하는 수신동작, 및 송신되는 디지털 신호에 OAM 셀을 생성시켜 삽입하는 동작을 수행하는 송신동작을 수행하는 ATM-OAM 처리부(330); 및

입력되는 ATM 셀의 가상 경로 식별자(VPI:Virtual Path Identifier)를 변환하고, 목적하는 장치로의 라우팅 꼬리표를 삽입시켜서 셀 버스(213)로 라우팅하는 수신동작, 및 셀 버스(213)로부터 셀이 수신되면, 이를 사용자 데이터 셀, 제어셀로 분류하여 각각의 버퍼로 전송하고, 사용자 셀이면 상기의 ATM-OAM 처리부(330)로 전송하며, 제어 셀인 경우에는 프로세서(371)가 수신하고, 반환 셀이면 다시 셀 버스(213)로 전송하는 송신동작을 수행하는 셀 라우터부(340)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 ATM 송수신 장치(211).