KR100271305B1 - 광 가입자 전송장치에서의 관리단위신호 프레임 정렬장치 - Google Patents

광 가입자 전송장치에서의 관리단위신호 프레임 정렬장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광 가입자 전송장치에서의 관리단위신호(AU3) 프레임 정렬장치에 관한 것이다.
이러한 본 발명의 구성요소 중, 신호 변환부는 소정의 AU3 신호를 직렬로 입력받아 병렬 신호로 만들어 출력하고, AUG 형성부는 신호 변환부로부터 병렬로 출력되는 AU3 신호를 받아 소정의 전송률을 가지는 AUG 신호로 만들어 출력한다.
한편, 검사부는 소정의 AUG 신호를 받아서, 국부 루프 검사 및 원격 루프 검사를 수행하며, 포인터 해석부는 AUG 신호에서 포인터를 추출한 후, J1 옵셋 클럭과 각 AU3 신호에 대한 수신 데이터 클럭(Rx)을 생성하는 기능을 수행한다. 또한, AU3 데이터 제어부는 수신 데이터 클럭을 사용하여 소정의 버퍼에 AUG 신호에 포함된 AU3 신호를 쓴 후, 소정의 시스템 클럭을 송신 데이터 클럭(Tx)으로 하여 버퍼에 저장된 AU3 신호를 다시 읽어내어 출력하며, AU3 프레임 정렬부는 송신 데이터 클럭(Tx)와 수신 데이터 클럭(Rx)의 차이를 계산하고, 이 차이 값을 새로운 포인터 값으로 하는 포인터 워드(Word)를 만든다.
그리고, 직렬/병렬 변환부는 AU3 데이터 제어부에서 출력되는 AU3 신호와 AU3 프레임 정렬부에서 생성된 포인터 워드로 구성되는 AUG 신호를 만들고, 소정의 전송률을 가지는 직렬 신호로 변환시켜 출력한다.

Description

광 가입자 전송장치에서의 관리단위신호 프레임 정렬장치(A unit of aligning administrative unit 3 frames in Fiber Loop Carrier systems)
본 발명은 동기식 전송방식에서의 송/수신 데이터 구조인 STM-1(Synchronous Transfer Module-1) 프레임의 하위 구조 중, AU3(Administrative Unit 3) 신호를 정렬하는 장치에 관한 것으로서, 특히 광 가입자 전송장치(Fiber Loop Carrier system)에 장착되어, 송신하려는 AU3 신호를 관리단위그룹(AUG:Administrative Unit Group) 신호로 만들어 출력하거나, 수신된 AUG 신호에 대한 포인터 처리를 수행하여 프레임 정렬을 하는 광 가입자 전송장치에서의 AU3 프레임 정렬장치에 관한 것이다.
도 1은 광 가입자 전송장치의 기본망 구성도로서, COT(100:Central Office Terminal)와 RT(110:Remote Terminal)로 이루어진다. 이 때, COT(100)는 일반 교환회선, 전용회선, LAN(Local Area Network)등을 통하여 각 가입자와 연결되며, 이 가입자들은 RT(110)를 통하여 일반 전화 가입자나 전용회선 가입자들과 연결된다.
이러한 광 가입자 전송장치를 구성하는 COT(100)와 RT(110)는 광 케이블(120)에 의하여 연결되어 있어서, 서로 광에 의한 통신을 수행한다. 이 때, COT(100)와 RT(110) 사이에서의 광에 의한 통신은 동기식 전송방식을 사용하여 이루어지는데, 동기식 전송방식에서 각 신호들은 동기식 다중화 절차에 따라 다중화된 후 송수신된다.
도 2에 동기식 전송 방식에 사용하는 STM-1 프레임의 구조도를 보였다.
도2에서 보인바와 같이 STM-1 프레임(200)은 270열 9행으로 이루어지므로, 총 2430 바이트의 크기를 가진다. 이러한 STM-1 프레임(200)은 27 바이트의 재생기 구간 오버헤드(220)와 45 바이트의 다중화기 구간 오버헤드(230)로 구성되는 구간 오버헤드(Section Overhead) 및 AUG(210:Administrative Unit Group) 신호로 이루어진다.
AUG 신호(210)는 다시 9 바이트의 포인터(211), 및 261 바이트의 유료부하(212,213)로 이루어지는데, 이 때 유료부하는 9 바이트의 경로 오버헤드(212)를 포함한다. 경로 오버헤드에는 J1 바이트가 포함되어 있는데, J1 바이트는 연속되는 연결상태를 규정하는 바이트이다.
이러한 STM-1 프레임(200)은 총 2430 바이트를 125 μs 동안에 전송하므로, 155.52Mbps의 전송률을 가진다.
한편, 동기식 전송방식에서의 다중화 절차를 살펴보면, DS1, DS1E, 및 DS3 급 신호들은 상자(container) 신호에 먼저 매핑되고, 상자 신호에는 경로 오버헤드 정보가 부가되어 가상상자(Virtual Container) 신호가 된다. 가상상자에 해당 가상상자의 위치를 나타내는 포인터가 부가되면, 종속단위신호(TU:Tributary Unit)가 되며, 종속단위신호가 모여 종속단위그룹(TU Group) 신호를 형성한다. 이 종속단위그룹 신호가 7개 모여 가상상자 3 신호(VC-3)가 된다.
그리고, VC-3에 AU3 포인터가 부가되면 관리단위신호(AU-3)가 되고, 다시 AU3 신호 3개가 모여서 관리단위그룹(210:AUG) 신호가 된다. 마지막으로, AUG 신호(210)에 구간 오버헤드(220,230)가 부가되면, STM-1 프레임(200)이 만들어지는 것이다.
포인터는 동기식 전송방식을 사용하는데 필요한 동기화 처리를 위하여 사용되며, 가상상자가 AU나 TU에 정렬될 때, AU 또는 TU 프레임 내에서 가상상자의 시작점 번지를 가리키고, 시작점이 변할 때는 그 변화관계를 나타내는데 사용된다.
위에서 언급한 AU3 포인터(211)는 AUG 신호(210)에 포함되는 AU3 신호 3개에 각각 H1, H2, H3 바이트가 하나씩 있으므로, 3 바이트씩의 H1, H2, H3 바이트들로 나뉘어지며, H1과 H2 바이트는 동기 유료부하 엔벨로프의 시작을 알리는 시작 바이트이며, H3 바이트는 스터핑(Stuffing) 바이트로서의 기능을 수행한다.
도 3은 AU3 신호와 STM-1 프레임 사이에서 신호를 처리하는 장치(130)의 개요도로서, 임의의 광 가입자 전송장치에서 대국 측으로 보낼 AU3 신호들은 다중화부(310)에서 AUG 신호로 다중화 되고, 구간 오버헤드 삽입부(131)에서 구간 오버헤드가 삽입된 후, 전/광 변환부(133)에서 광신호로 변환되어 광 케이블(120)을 통하여 전송된다.
또한, 광 케이블(120)로부터 STM-1 프레임(200)을 수신하는 경우에는, 수신되는 STM-1 프레임(200)은 광/전 변환부(134)를 통해 수신되어 전기적 신호로 변환된 후, 구간 오버헤드 추출부(132)에서 구간 오버헤드가 추출되며, 해당 AUG 신호(210)는 AU3 프레임 처리부(320)에서 포인터 정렬된 후, AU3 신호 단위로 출력된다. 이 AU3 신호는 소정의 장치들에 의하여 해석되어 각 가입자들에게 전송되게 된다.
이와 같이, 광 가입자 전송장치(100,110)에는 임의의 정보를 송신하려고 하는 경우에는, 위에서 설명한 각 다중화 과정에서의 신호 중 AU3 신호를 AUG 신호(210)로 다중화는 장치가 필요하게 되며, 또한 상대측으로부터 수신한 STM-1 프레임(200)에서 구간 오버헤드(220,230)가 걸러진 AUG 신호(210)를 받아, 정렬하여 출력하는 장치가 필요하게 된다.
본 발명은 상기와 같은 필요성에 부응하기 위하여 안출된 것으로서, 광 가입자 전송장치(100,110)에 있어서, 송신할 AU3 신호를 AUG 신호(210)로 다중화 하여 출력시키거나, 수신된 AUG 신호(210)를 재 정렬시켜서 출력하는 장치인 광 가입자 전송장치에서의 AU3 프레임 정렬장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 광 가입자 전송장치에서의 관리단위신호 프레임 정렬장치는 소정의 AU3 신호를 직렬로 입력받고, 소정의 전송률을 가지는 병렬 신호로 만들어 출력하는 신호 변환부; 상기 신호 변환부로부터 병렬로 출력되는 AU3 신호를 받아 소정의 전송률을 가지는 AUG 신호로 만들어 출력하는 AUG 형성부; 소정의 AUG 신호를 받아서, 이 AUG 신호에 대한 국부 루프 검사(Local Loop Test) 및 원격 루프 검사(Remote Loop Test)를 수행하는 검사부; 상기 AUG 신호에서 포인터를 추출하고, J1 옵셋 클럭 및 각 AU3 신호에 대한 수신 데이터 클럭(Rx)을 생성하는 포인터 해석부; 상기 수신 데이터 클럭(Rx)을 사용하여 소정의 버퍼에 상기 AUG 신호에 포함된 AU3 신호를 쓴 후, 소정의 시스템 클럭을 송신 데이터 클럭(Tx)으로 하여 상기 버퍼에 저장된 AU3 신호를 다시 읽어내어 출력하는 AU3 데이터 제어부; 상기 송신 데이터 클럭(Tx)과 수신 데이터 클럭(Rx)의 차이를 계산하고, 이 차이 값을 새로운 포인터 값으로 하는 포인터 워드(Word)를 만드는 AU3 프레임 정렬부; 및 상기 AU3 데이터 제어부에서 출력되는 AU3 신호와 상기 AU3 프레임 정렬부에서 생성된 포인터 워드로 구성되는 AUG 신호를 만들고, 소정의 전송률을 가지는 직렬 신호로 변환시켜 출력하는 직렬/병렬 변환부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
도 1은 광 가입자 전송장치의 기본망 구성도,
도 2는 STM-1 프레임의 구조도,
도 3은 AU3 데이터와 STM-1 프레임 간 신호처리장치의 개요도,
도 4는 본 발명에 따른 광 가입자 전송장치에서의 AU3 프레임 정렬장치의 구성 블록도 이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
100: Central Office Terminal 110: Remote Terminal
120: 광 케이블
130: AU3 신호와 STM-1 프레임간 신호처리장치
131: 구간 오버헤드 삽입부 132: 구간 오버헤드 추출부
300: 광 가입자 전송장치에서의 AU3 프레임 정렬장치
310: 다중화부 311: 신호 변환부
312: AUG 형성부 320: AU3 프레임 처리부
321: 검사부 322: 포인터 해석부
323: AU3 데이터 제어부 324: AU3 프레임 정렬부
325: 직렬/병렬 변환부
이하에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 광 가입자 전송장치에서의 AU3 프레임 정렬장치(300)에 대한 구성 블록도로서, 신호 변환부(311)와 AUG 형성부(312)로 이루어지는 다중화부(310), 그리고 검사부(321), 포인터 해석부(322), AU3 데이터 제어부(323), AU3 프레임 정렬부(324), 및 직렬/병렬 변환부(325)로 이루어지는 AU3 프레임 처리부(320)로 구성된다.
이 때, 다중화부(310)는 광 가입자 전송장치(100,110)에서 대국 측으로 보낼 AU3 신호들을 직렬로 입력받아, AUG 신호(210)로 다중화 하여 출력하는 역할을 수행한다. 그리고, AU3 프레임 처리부(320)는 수신되는 STM-1 프레임(200)으로부터 구간 오버헤드(220,230)가 추출되고 남은 AUG 신호(210)를 입력받고, 해당 AU3 신호를 정렬시킨 후, AU3 신호 단위로 출력한다.
이제 본 발명(300)의 각 구성요소에 대하여 자세한 설명을 하기로 한다.
신호 변환부(311)는 외부로부터 소정의 51.84Mhz와 8Khz의 기준 클럭 신호를 입력받고, 이 기준 클럭 신호를 이용하여 AU3 신호 3개를 직렬로 입력받는다. 그리고, 수신된 3개의 AU3 신호를 다시 6.48Mbps 전송률을 가지는 8비트 병렬 신호 3개로 만든다. 이 6.48Mbps의 전송률을 가지는 병렬 신호는 3개의 8 비트 신호 선을 통하여 병렬로 AUG 형성부(312)에 보내진다.
AUG 형성부(312)는 신호 변환부(311)로부터 3개의 8 비트 데이터 선을 통해, 매 선당 6.48Mbps의 전송률로 보내는 병렬 신호를 받아서, AUG 신호로 만든다.
즉, 외부로부터 공급받는 19.44Mhz의 AUG 클럭을 이용하여, AUG 형성부(312)로 입력되는 155.52Mbps(8 비트 신호 선 x 3개 x 6.48Mbps)의 총 전송률을 가지는 신호를 19.44Mbps의 전송률을 가지는 하나의 병렬 신호로 만들어서 8 비트 신호 선을 통해 출력한다.
이렇게 만들어진 신호가 STM-1 프레임(200)에서의 AUG 신호(210)가 되며, 소정의 구간 오버헤드 삽입부(131)에서 구간 오버헤드가 삽입된 후, 광 케이블(120)을 통해 대국 측으로 전송된다.
한편, COT(100)나 RT(110)가 광 케이블(120)을 통하여 STM-1 프레임 신호(200)를 수신하면, 수신된 STM-1 프레임(200)은 소정의 구간 오버헤드 추출부(132)에서 구간 오버헤드(다중화기 구간 오버헤드와 재생기구간 오버헤드)가 추출된다. 그러면 AUG 신호(210)가 남게 되며, 이 AUG 신호(210)에 대한 프레임 정렬과정을 수행하여 정렬된 AU3 신호를 만들게 된다.
검사부(321)는 AUG 단위의 신호와 수신된 8K 클럭(RF8K)을 입력받는데, AUG 신호(210)는 8 비트 데이터 선을 통하여 19.44Mbps의 전송률로 검사부(321)에 입력되며, 해당 AUG 신호에 대한 국부 루프 검사(Local Loop Test) 및 원격 루프 검사(Remote Loop Test)를 수행한다.
포인터 해석부(322)는 검사부(321)를 거친 AUG 신호(210)에서 포인터 자리를 찾아 포인터 값을 해석하는 곳으로, AU3 포인터 값을 추출하여 해석함으로서, AU3 신호의 상태를 표시하는 상태 신호를 검출한다.
AUG 신호(210)는 도 2에서 보인 STM-1 프레임(200) 중, 261 x 9 바이트의 유료부하(212,213)와 9 바이트의 AU3 포인터(211)로 구성되며, 하나의 AUG 신호(210)는 3개의 AU3 신호로 이루어진다. 또한, 유료부하는 9 바이트의 경로 오버헤드(212)를 포함하는데, 경로 오버헤드(212)는 J1, B3, C2, G1, F2, H4, Z3, Z4, 및 Z5 바이트로 이루어진다.
이 때, AU3 포인터(211)는 VC-3 신호의 시작점의 주소와 이의 변동사항을 표시하기 위하여 사용되어, 송신 측의 전송률과 수신 측의 입력률 차이를 보정하기 위하여 사용된다. 그러므로, AUG 신호(210)를 수신하여 해석하고, 포인터 정렬을 수행하기 위해서는 먼저 AUG 신호(210)에 들어있는 AU3 포인터(211)를 검출해야 한다.
포인터 해석부(322)는 먼저 AUG 신호(210)를 구성하는 AU3 포인터(211)를 읽어 낸 후, 이를 참조하여 AIS(Alarm Indication Signal), LOP(Loss Of Pointer), NDFS와 NDFN, Unequipped 상태, 수신 PJC(Positive Justification Control) 등을 검출한다.
AIS는 수신된 AUG 신호(210)의 포인터 중, H1과 H2 바이트에 모두 논리값 '1'이 있는 프레임이 3개 연속적으로 수신될 경우에 검출한다.
LOP는 정의되지 않은 H1과 H2 바이트를 가지는 프레임이 8번 연속해서 수신될 경우, 또는 NDF 활성화(enable) 상태가 8 프레임 연속인 경우에 검출한다.
NDFS는 4 비트 중 3 비트 이상의 값이 "1001"과 일치할 때에 검출하고, NDF N은 3 비트 이상의 값이 "110"과 일치할 때에 검출한다.
포인터 해석부(322)는 이와 같이 AU3 포인터(211)를 추출하여 해당 동작을 수행한 후, AUG 신호(210)의 경로 오버헤드(212) 중에서 J1 바이트를 검출한다.
J1 바이트를 검출한 후, 각 AU3 신호 별로 J1 옵셋 클럭과 수신 데이터 클럭(Rx)을 찾아서 AU3 데이터 제어부(323)로 보내준다.
이때, 해당 AU3 포인터가 PJ(Positive Justification) 상태인지 NJ(Negative Justification) 상태인지를 판단하여, PJ 상태인 경우에는 정위치 맞춤이 집행된 것이므로, 포인터의 H3 바이트의 다음 바이트를 제외한 클럭을 발생시키며, NJ 상태인 경우에는 부 위치 맞춤이 집행된 것이므로 H3 바이트 위치에 맞는 클럭을 발생시킨다. 이하에, 포인터 해석부(322)에서 발생된 이 데이터 클럭을 수신 데이터 클럭(Rx)이라고 한다.
AU3 데이터 제어부(323)는 포인터 해석부(322)에서 수신한 AUG 신호(210)와 동일한 AUG 신호(210)를 입력받고, 포인터 해석부(322)에서 만들어진 J1 옵셋 클럭과 수신 데이터 클럭(Rx)을 이용하여 AU3 신호를 정렬한다.
즉, AU3 데이터 제어부(323)는 포인터 해석부(322)로부터 보내진 수신 데이터 클럭(Rx)을 사용하여, 수신된 AUG 신호(210)의 각 AU3 신호에 대한 유료부하 신호를 FIFO 역할을 하는 소정의 32단 버퍼에 입력시킨다. 그리고, 신호 변환부(311)에서 사용되었던 51.84Mbps 클럭을 8분주한 송신 데이터 클럭(Tx:6.48Mhz)을 이용하여 AU3 신호를 32단 버퍼로부터 다시 읽어낸다.
이렇게 버퍼로부터 다시 읽어낸 AU3 신호는 3개의 8비트 신호 선을 통하여 매 선당 6.48Mbps의 전송률로 직렬/병렬 변환부(325)로 보내며, 수신 데이터 클럭(Rx)과 송신 데이터 클럭(Tx)은 AU3 프레임 정렬부(324)로 보낸다.
AU3 프레임 정렬부(324)는 포인터 해석부(322)에서 검출한 J1 옵셋 클럭을 기준으로, 수신한 송신 데이터 클럭(Tx)과 수신 데이터 클럭(Rx)과의 클럭 차이 값을 카운트한 후, 이 값을 새로운 포인터 값으로 설정한다. 그리고, 이 새로운 포인터 값을 사용하여 새로운 포인터 워드(Word)를 만들어서 직렬/병렬 변환부(325)로 보낸다.
직렬/병렬 변환부(325)는 AU3 데이터 제어부(323)로부터 받은 AU3 신호에 AU3 프레임 정렬부(324)로부터 보내진 포인터 워드를 삽입하고, 해당 AU3 신호를 직렬로 변환시켜서 출력한다. 이 때, 사용되는 클럭은 신호 변환부(311)에서 사용되었던 51.84Mhz 및 8Khz 클럭을 사용한다.
이는 결국 입력되는 직렬 AU3 신호와 출력되는 AU3 신호는 모두 동일한 기준 클럭(51.84Mhz)을 사용하게 하여, AU3 신호 및 TU 신호(TU11:28개, TU12:21개)들 까지 타임 슬롯 교환(Time Slot Interchange) 기능이 가능하게 하기 위한 것이다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 광 가입자 전송장치에서의 AU3 프레임 정렬장치(300)를 사용하면, 광 가입자 전송장치(100,110)에 있어서 송신하려는 AU3 단위의 신호를 AUG 신호로 다중화 하거나, 대국 측으로부터 광 케이블(120)을 통하여 전송되어 온 STM-1 프레임 신호(200) 중, AUG 신호(210)에 포함된 AU3 신호들을 자국 클럭 신호에 정렬시켜서 출력할 수 있으므로, AU3과 AUG 단위 신호 사이에서의 데이터 처리가 용이해지는 효과가 있다.

Claims (1)

  1. 소정의 관리단위신호(AU3)를 직렬로 입력받아, 이를 소정의 전송률을 가지는 병렬 신호로 만들어 출력하는 신호 변환부(311);
    상기 신호 변환부(311)로부터 병렬로 출력되는 AU3 신호를 받아 소정의 전송률을 가지는 관리단위그룹신호(AUG)로 만들어 출력하는 AUG 형성부(312);
    소정의 AUG 신호를 받아서, 이 AUG 신호에 대한 국부 루프 검사(Local Loop Test) 및 원격 루프 검사(Remote Loop Test)를 수행하는 검사부(321);
    상기 AUG 신호에서 포인터를 추출하고, J1 옵셋 클럭 및 각 AU3 신호에 대한 수신 데이터 클럭(Rx)을 생성하는 포인터 해석부(322);
    상기 수신 데이터 클럭(Rx)을 사용하여 소정의 버퍼에 상기 AUG 신호에 포함된 AU3 신호를 쓴 후, 소정의 시스템 클럭을 송신 데이터 클럭(Tx)으로 하여 상기 버퍼에 저장된 AU3 신호를 다시 읽어내어 출력하는 AU3 데이터 제어부(323);
    상기 송신 데이터 클럭(Tx)과 수신 데이터 클럭(Rx)의 차이를 계산하고, 이 차이 값을 새로운 포인터 값으로 하는 포인터 워드(Word)를 만드는 AU3 프레임 정렬부(324); 및
    상기 AU3 데이터 제어부(323)에서 출력되는 AU3 신호와 상기 AU3 프레임 정렬부(324)에서 생성된 포인터 워드로 구성되는 AUG 신호를 만들고, 소정의 전송률을 가지는 직렬 신호로 변환시켜 출력하는 직렬/병렬 변환부(325)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광 가입자 전송장치에서의 AU3 프레임 정렬장치.
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