KR100261285B1 - 동기식 전송 모듈-64 재생 중계기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 10Gb/s 동기식 광 전송 시스템에서 10Gb/s급인 STM-64 광 신호를 입력받아 전기적인 STM-64 신호로 변환하여 STM-64 신호에 대한 프레임 검출, 디스크램블링 및 중계구간 오버헤드를 추출하여 STM-64 신호의 품질과 성능을 감시 및 제어하며 중계 장치가 위치하는 국사에 필요한 통신용 채널을 제공하고, 프레임 패턴 바이트인 A1과 A2 및 새로운 중계구간 오버헤드를 삽입한 후 스크램블링을 수행하여 STM-64 광 신호로 재 출력하는 STM-64 재생 중계기에 관한 것이다.

Description

동기식 전송 모듈-64 재생 중계기

본 발명은 ITU-T 권고안을 따르는 10G급의 STM(Synchronous Transfer Module)-64 신호를 중계하는 재생 중계기(Repeater)에 관한 것으로서, 특히 10Gb/s 급의 직렬 STM-64 신호를 16개의 622Mb/s 병렬 데이터와 622MHz 클럭으로 변환하는 역다중화 기술, 역다중화한 16개의 622Mb/s 병렬 데이터에 포함되어 있는 STM-64 신호에 대한 프레임 검출, 디스크램블링 및 중계구간 오버헤드를 처리한 후 스크램블링을 수행하는 기술, 78MHz 클럭을 이용한 622M PLL(Phase Locked Loop; 위상제어루프)과 622MHz 클럭을 이용한 10G PLL를 순방향 클럭킹 방법으로 사용하여 16개의 622Mb/s 병렬 데이터를 10Gb/s 급의 직렬 STM-64 신호로 다중화하는 다중화 기술이다.

이 분야의 종래 기술은 2.5Gb/s 급의 직렬 STM-16 신호를 48개의 52Mb/s 데이터로 역다중화하여 STM-16 프레임 신호 내의 중계구간 오버헤드를 추출 및 삽입하여 처리한 후 다시 2.5Gb/s 급의 직렬 STM-16 신호로 다중화하는 기술이었다.이에 따른 도 1은 종래기술에 따른 동기식 광 전송 시스템에서의 재생 중계기 구조이다. 광전 변환부(101)는 2.5Gb/s급의 STM-16 광 신호를 입력받아 전기적인 2.5Gb/s 데이터와 2.5GHz 클럭을 1:16 역다중화부(102)로 출력한다. 1:16 역다중화부(102)는 2.5Gb/s 데이터와 2.5GHz 클럭을 16개의 155Mb/s 병렬 데이터와 155MHz 클럭으로 역다중화하여 1:3 역다중화부(103)로 출력한다. 1:3 역다중화부(103)는 이 데이터와 클럭을 받아 48개의 52Mb/s 데이터와 52MHz 클럭을 중계구간 오버헤드 처리부(104)로 전달한다. 중계구간 오버헤드 처리부(104)는 중계구간 오버헤드를 처리한 후 3:1 다중화부(105)로부터 입력되는 52MHz 클럭으로 데이터를 리타이밍하여 3:1 다중화부(105)로 출력한다. 3:1 다중화부(105)는 이 데이터를 16:1 다중화부(106)에서 출력되는 155MHz 클럭을 사용하여 16개의 155Mb/s 데이터로 다중화 하여 16:1 다중화부(106)로 출력한다. 16:1 다중화부(106)는 이 데이터를 2.5G PLL부(107)로부터 입력받는 2.5GHz 클럭을 이용하여 직렬 2.5Gb/s데이터로 다중화하여 출력한다. 2.5G PLL부(107)는 1:16 역다중화부(102)부에서 출력되는 155MHz 클럭을 기준 클럭으로하여 16:1 다중화부(106)에서 출력되는 155MHz 클럭과 위상을 비교하여 2.5GHz 클럭을 16:1 다중화부(106)로 출력한다. 전광 변환부(108)는 16:1 다중화부(106)로부터 2.5Gb/s 데이터를 입력받아 STM-16 광 신호로 변환하여 최종 출력된다.

10Gb/s의 전송 속도로 입력되는 고속 신호를 직렬로 처리하여 이 신호에 포함된 중계구간 오버헤드를 처리하는 것은 기술적으로나 경제적으로 매우 큰 위험 부담이 따른다. 이를 극복하기 위해 본 발명은 10Gb/s 신호를 16개의 622Mb/s 병렬 데이터로 변환 후 중계구간 오버헤드를 안정적으로 처리하여 필요한 통신용 채널을 제공하고 신호의 품질과 성능을 감시 및 제어하도록 설계하였다. 또한, 고속 다중화시에 필요한 622MHz와 10GHz 클럭을 각각 독립된 PLL을 이용한 순방향 클럭킹 구조로 공급 하도록 하여 출력 지터를 최소화하고 안정된 10Gb/s 신호를 출력할 수 있도록 설계하였다.

이와 같은 본 발명은 STM-64 신호를 16개의 622Mb/s 병렬 데이터로 변환하여 이 신호에 포함된 중계구간 오버헤드를 안정적으로 처리함으로써, 신호의 품질과 성능을 감시 및 제어하고 재생 중계기가 위치하는 국사에 필요한 통신용 채널을 제공하며, 장거리 전송 시 발생하는 STM-64 신호의 손실을 보상해 주는 것이 그 목적이다.

도 1은 종래의 동기식 광 전송 시스템에서의 재생 중계기 구조도,

도 2는 본 발명에 따른 10Gb/s 동기식 광 전송 시스템에서의 STM-64 재생 중계기 구조도이다.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 광전 변환부 2 : 1:16 역다중화부

3 : 오버헤드 처리기 4 : 오버헤드 제어부

5 : 622M PLL부 6 : 16:1 다중화부

7 : 10G PLL부 8 : 전광 변환부

본 발명에 따른 10Gb/s 동기식 광 전송 시스템에서의 재생 중계기는, 장거리 전송 시 발생하는 10Gb/s 신호의 손실을 보상하며 STM-64 프레임 신호내의 중계구간 오버헤드를 처리함으로써 이 신호의 품질과 성능을 감시 및 제어하며 재생 중계기가 위치하는 국사에 필요한 통신용 채널을 제공하기 위해 사용된다. 이러한 기능들을 최신의 고속 IC 설계 기술을 이용하여 STM-64 신호를 직렬 10Gb/s의 전송 속도로 처리할 수도 있겠지만 고속 신호 처리 시 발생할 수 있는 타이밍 지연 등 위험 부담이 따르며 경제적으로도 매우 큰 부담을 안게 된다. 이를 위해 본 발명에서는 STM-64 신호를 16개의 622Mb/s 병렬 데이터로 변환하여 622Mb/s 급의 속도로 처리한다.

이하, 본 발명을 첨부된 도 2에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 10Gb/s 동기식 광 전송 시스템에서의 STM-64 재생 중계기의 구성도이다. 그 구성은 도시된 바와 같이, 크게 광전 변환부(1), 1:16 역다중화부(2), 오버헤드 처리기(3), 오버헤드 제어부(4), 622M PLL부(5), 16:1 다중화부(6) , 10G PLL부(7) 및 전광 변환부(8)로 구성되어 있다.

광전 변환부(1)는 10Gb/s 광 신호를 입력받아 전기적인 10Gb/s 데이터와 10GHz 클럭을 10GDATA 단자와 10GCLK 단자로 각각 출력한다.

1:16 역다중화부(2)는 전기적인 10Gb/s 데이터와 10GHz 클럭을 입력받아 1:16 역다중화하여 16개의 622Mb/s 병렬 데이터인 D622[0:15]와 622MHz 클럭인 CLK622를 출력하는데 D622[0]이 MSB이다.

주문형 반도체인 오버헤드 처리기(3)는 16개의 622Mb/s 병렬 데이터와 622MHz 클럭을 각각 DIN[0:15]와 RCLKIN 단자로 입력받아 STM-64 신호에 대한 프레임 검출 및 디스크램블링 기능을 먼저 수행한다. 프레임 검출 과정에서 정상적으로 프레임이 검출되면 OOF(Out Of Frame) 신호는 논리 "고"가 되고, 프레임이 검출 안되면 OOF 신호는 논리 "저"가 되어 오버헤드 제어부(4)로 출력된다. 프레임이 검출되고 디스크램블링이 끝난 데이터에서 중계구간 오버헤드인 J0, Z0, E1, F1과 DCC1 바이트들을 추출하여 직렬 데이터 형태인 RDATA로 변환하여 RCLOCK과 RFS 신호와 함께 오버헤드 제어부(4)로 출력된다. 검출된 B1 오류는 직렬 데이터 형태인 B1 신호로 변환되어 오버헤드 제어부(4)로 출력된다. 새롭게 삽입할 중계구간 오버헤드는 오버헤드 제어부(3)로부터 직렬 데이터 형태인 TDATA로 입력받아 병렬 형태로 변환되어 삽입되는데 이는 오버헤드 처리기(3)가 보내준 TCLOCK과 TFS에 동기된 데이터이다. 한편, 오버헤드 제어부(4)로부터 출력되는 AIS(Alarm Indication Signal) 신호가 논리 "고"이면 AIS 신호를 삽입한다. 프레임 패턴 바이트인 A1과 A2 바이트가 삽입되고 새로운 중계구간 오버헤드가 삽입된 데이터는 스크램블링이 되어 16개의 622Mb/s 병렬 데이터인 DOUT[0:15]를 16:1 다중화부(6)로 출력하는데 DOUT[0]이 MSB가 된다. 이때 사용되는 내부 리타이밍용 클럭은 622M PLL부(5)로부터 입력되는 622MHz 클럭인 TCLKIN이며, 이를 8 분주한 78MHz 클럭인 CLK78B와 1:16 역다중화부(2)에서 입력되는 622MHz 클럭인 RCLKIN을 8 분주한 78MHz 클럭인 CLK78A는 622MHz PLL부(5)의 V과 R 단자로 각각 출력된다. 내부 리타이밍용으로 사용되는 622MHz 클럭은 622CLKA 단자로 출력되어 10G PLL부(7)의 기준 입력 단자인 R로 입력된다.

오버헤드 제어부(4)는 중계 장치에서 필요한 중계구간 오버헤드를 오버헤드 처리기(3)와 직렬 데이터 형태로 서로 주고 받으며 최종 처리하는데, 이 과정에서 OOF 신호를 사용하여 경보를 발생 시키며 AIS를 삽입할 것인지를 판단하여 AIS 신호를 출력한다. 또한, B1 신호를 사용하여 신호의 품질과 성능을 감시하고 제어하며 중계구간 추적용으로 사용되는 J0 바이트와 사용자 예비 채널인 Z0와 F1 바이트를 처리하고 192kb/s 급의 데이터 통신용 채널인 DCC1과 64kb/s 급의 음성 통신용 채널인 E1을 처리하여 제공한다.

622M PLL부(5)는 78MHz 클럭인 CLK78A를 기준 입력 단자인 R로 입력받아 위상제어루프(PLL : Phase Locked Loop)를 사용하여 622MHz 클럭을 발생시켜 이를 오버헤드 처리기(3)로 제공하여 622M 다중 클럭으로 사용하게 하고, 이 622MHz 클럭을 8분주한 78MHz 클럭인 CLK78B을 비교 주파수 단자이자 궤환 입력 단자인 V로 공급받아 위상 관계를 지속적으로 비교하고 제어하도록 순방향 클럭킹(forward clocking) 구조로 되어 있다.

16:1 다중화부(6)는 10G PLL부(7)에서 출력되는 10GHz 클럭을 CLK10G 단자로 공급받고 오버헤드 처리기(3)로부터는 16개의 622Mb/s 병렬 데이터를 수신하여 16:1 단순 다중화 과정을 거쳐 10Gb/s 직렬 데이터를 출력한다. 또한, 공급받은 10GHz 클럭을 16분주한 622MHz 클럭인 622CLKB를 10G PLL부(7)의 궤환 입력인 V로 출력한다.

10G PLL부(7)는 오버헤드 처리기(3)로부터 622MHz 클럭인 622CLKA를 기준 입력인 R로 공급받아 위상제어루프를 사용하여 10GHz 클럭을 발생시키고 이 10GHz 클럭을 16:1 다중화부(6)로 제공하며 다시 16:1 다중화부(6)로부터 16분주된 622MHz 클럭인 622CLKB를 궤환 입력인 V로 입력 받아 지속적으로 위상 관계를 비교하고 제어하는 순방향 클럭킹 구조를 갖는다.

전광 변환부(8)는 입력되는 전기적인 10Gb/s 데이터를 광 신호로 변환하여 최종적인 STM-64 광 신호를 출력한다.

상기와 같은 구성에 따른 본 발명은 STM-64 신호를 16개의 622Mb/s 병렬 데이터로 변환하여 622Mb/s급의 속도로 처리한다. 구체적인 작용을 살펴보면, STM-64 광 신호를 입력받은 광전 변환부(1)는 전기적인 10Gb/s 데이터와 10GHz 클럭을 추출한 후 이를 1:16 역다중화부(2)를 통하여 16개의 622Mb/s 병렬 데이터와 622MHz 클럭으로 변환한다. 이 변환된 16개의 622Mb/s 병렬 데이터와 622MHz 클럭을 받은 주문형 반도체인 오버헤드 처리기(3)에서 STM-64 신호에 대한 프레임을 검출하고 디스크램블링을 수행한 후 중계구간 오버헤드 중 J0, Z0, B1, F1 바이트를 처리하여 신호의 품질과 성능을 감시하고 제어하며 192kb/s DCC1 채널과 64kb/s E1 채널을 제공한다. 추출되어 처리된 중계구간 오버헤드에는 새로운 중계구간 오버헤드가 해당되는 바이트 위치에 다시 삽입되며, 프레임 패턴 바이트인 A1과 A2 바이트를 삽입한 후 스크램블링이 되어 16개의 622Mb/s 병렬 데이터와 622MHz 클럭과 함께 출력된다. 스크램블된 데이터는 16:1 다중화부(6)를 통해 10Gb/s급의 STM-64 신호가 되며, 전광 변환부(8)에 의해서 광 신호로 변환되어 최종 출력된다.

이를 간단히 정리하면, 본 발명은 10Gb/s급 STM-64 광 신호를 입력 받아 광전 변환부(1)에서 전기적인 데이터로 변환되어 1:16 역다중화부(2)를 거쳐 주문형 반도체인 오버헤드 처리기(3)에서 STM-64 프레임이 검출되고 디스크램블링이 된 후 중계구간 오버헤드가 추출되어 오버헤드 제어부(4)에서 최종 처리되고, 오버헤드 처리기(3)와 622M PLL부(5)를 이용하여 새로운 중계구간 오버헤드와 프레임 패턴 바이트인 A1과 A2 바이트를 삽입하고 스크램블링이 수행된 후 16:1 다중화부(6)와 10G PLL부(7)를 거처 10Gb/s 데이터를 생성한 다음 전광 변환부(8)에서 10Gb/s 급인 STM-64 광 신호를 재 출력한다.

이상과 같은 본 발명은 SDH(동기식 디지털 계위)인 10Gb/s 동기식 광 전송 시스템의 재생 중계기에 적용함으로써 장거리 전송시에 발생하는 신호의 손실을 보상하며, 10Gb/s급인 STM-64 프레임 신호에 포함된 중계구간 오버헤드를 622Mb/s급에서 처리함으로써 가격의 절감 및 전력 소모의 감소는 물론 고속 신호 처리 시 발생할 수 있는 타이밍 지연을 방지하여 매우 안정적으로 중계구간 오버헤드를 처리하여 STM-64 신호의 품질과 성능을 감시하고 제어할 수 있으며, 재생 중계기가 위치하는 국사에 필요한 통신용 채널을 제공함으로써 유연성 있고 효율적인 시스템의 운용 및 서비스을 가능하게 하였다. 또한, 저속 데이터를 고속 데이터로 다중화시에 필요한 622MHz와 10GHz 클럭을 각각 독립된 PLL을 이용한 순방향 클럭킹 구조로 공급하여 출력 지터를 최소화시킨 10Gb/s 급인 STM-64 신호를 출력하고 전송함으로써 보다 안정되고 신뢰성 높은 재생 중계기를 제공하는 효과가 있다.

Claims (5)

10Gb/s급 STM-64 광 신호를 입력 받아 전기적인 10Gb/s 데이터로 변환하고 10GHz 클럭을 출력하는 광전 변환부(1)와;

상기 광전 변환부(1)의 출력을 입력받아 16개의 622Mb/s 병렬 데이터와 622MHz 클럭으로 변환하는 1:16 역다중화부(2)와;

상기 1:16 역다중화부(2)를 거친 출력에서 STM-64 신호에 대한 프레임을 검출하고, 디스크램블링을 수행한 후 그 디스크램블링된 데이터에서 중계구간 오버헤드인 J0, Z0, E1, F1, DCC1 바이트를 추출하고, 검출된 오류를 나타낸 B1 신호를 출력하고, 622MHz클럭을 내부 리타이밍 클럭으로 출력하고, 입력되는 622MHz 클럭을 78MHz 클럭으로 출력하는 오버헤드 처리기(3)와;

상기 오버헤드 처리기(3)와 중계구간 오버헤드를 직렬 데이터 형태로 주고 받고, 그 출력된 B1 신호를 사용하여 신호의 품질과 성능을 감시하고 제어하며, 중계구간 추적용으로 사용되는 J0 바이트와 사용자 예비 채널인 Z0와 F1 바이트를 처리하고, 192kb/s 데이터 통신용 채널(DCC1채널)과 64 kb/s 음성통신용 채널(E1)을 상기 오버헤드 처리기(3)에 제공하는 오버헤드 제어부(4)와;

상기 오버헤드 처리기(3)에서 출력된 78MHz 클럭을 기준 입력단자로 입력받아 위상제어루프(PLL)를 사용하여 622MHz 클럭을 상기 오버헤드 처리기(3)에 제공하는 622M PLL부(5)와;

10G PLL부(7)에서 출력되는 10GHz클럭을 분주하여 다시 622MHz클럭으로 그 PLL(7)에 궤환시키고, 상기 오버헤드 처리기(3)로부터 622Mb/s 병렬 데이터를 수신하여 그 입력되는 10GHz 클럭에 따라 16:1로 다중화하여 10Gb/s 데이터를 출력는 16 : 1 다중화부(6)와;

상기 오버헤드 처리기(3)로부터 622MHz 클럭을 기준입력단자로 공급받아 위상제어루프를 사용하여 10GHz클럭을 상기 16:1다중화부(6)에 제공하고, 이 다중화부(6)로부터 궤환된 622MHz 클럭을 받아 지속적으로 위상관계를 비교하고 제어하는 10G PLL부(7)와;

상기 16:1 다중화부(6)로부터 출력된 전기적인 10Gb/s 데이터를 광신호로 변환하여 STM-64 광신호를 출력하는 전광 변환부(8)로 구성된 것을 특징으로 하는 STM-64 재생 중계기.

제 1 항에 있어서,

상기 주문형 반도체인 오버헤드 처리기(3)가 16개의 622Mb/s 병렬 데이터와 622MHz 클럭을 입력 받아 STM-64 신호의 프레임 검출 및 프레임 패턴 바이트인 A1과 A2 바이트의 삽입과 스크램블링 및 디스크램블링의 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 STM-64 재생 중계기.

제 1 항에 있어서,

상기 주문형 반도체인 오버헤드 처리기(3)가 16개의 622Mb/s 병렬 데이터와 622MHz 클럭을 입력 받아 모든 중계구간 오버헤드를 추출하여 직렬 데이터 형태로 중계구간 오버헤드 제어부(4)로 출력하며, 다시 이로부터 새로운 중계구간 오버헤드를 직렬 데이터 형태로 입력받아 해당되는 중계구간 오버헤드 바이트에 병렬로 삽입하는 것을 특징으로 하는 STM-64 재생 중계기.

제 1 항에 있어,

상기 오버헤드 제어부(4)는 상기 중계구간 오버헤드를 처리하여 STM-64 신호에 대한 경보를 발생하고, 새롭게 삽입할 중계구간 오버헤드를 직렬 데이터 형태로 상기 오버헤드 처리기(3)에 재 출력하는 것을 특징으로 하는 STM-64 재생 중계기.

제 1 항에 있어서,

상기 10G PLL부(7)는 상기 중계구간 오버헤드 처리가 완료된 16개 622Mb/s 병렬 데이터를 고속의 10Gb/s 데이터로 다중화시 필요한 클럭을 622M PLL부(5)와 10G PLL부(7)로 분리하여 순방향 클럭킹 방법으로 공급받는 구성인 것을 특징으로 하는 STM-64 재생 중계기.

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