KR100278846B1

KR100278846B1 - 에이에이엘5를 통한 고정 전송 속도의 전송 스트림 패킷의 송수신 방법

Info

Publication number: KR100278846B1
Application number: KR1019980042364A
Authority: KR
Inventors: 이병렬; 홍인화; 김찬규; 이문기
Original assignee: 김춘호; 전자부품연구원
Priority date: 1998-10-10
Filing date: 1998-10-10
Publication date: 2001-01-15
Also published as: KR20000025330A

Abstract

본 발명은 고정 전송 속도(CBR) HDTV TS 패킷의 송·수신시 송신단의 CPCS 계층에서 전송하는 셀마다 순차번호를 부여하여 수신단에서 셀 수준의 데이타 에러/손실 탐지를 할 수 있도록 함으로서 셀 에러/손실에 대한 HDTV TS 패킷의 과다 폐기를 방지한다. 이 때, 셀의 순차 번호는 CPCS PDU의 트레일러 중 CPCS-UU 필드, CPI 필드와 길이 필드를 이용한다.

또한, 수신된 셀의 1-포인트 셀지연 변이와 셀지연 변이 표준편차를 이용하여 타이머의 시간 상한값을 설정하고, 이를 이용하여 수신단 CPCS에서 CBR 트래픽에 대한 시간을 보상한다. 이와 같이 함으로써 네트웍에서의 ATM 셀 손실로 인한 자연 시간 변이를 줄일 수 있다.

Description

에이에이엘5를 통한 고정 전송 속도의 전송 스트림 패킷의 송수신 방법

본 발명은 고정 전송 속도(constant bit ratio; 이하 'CBR'이라 함) 특성을 가지는 전송 스트림(transport stream; 이하 'TS'라 함) 패킷의 송수신 방법에 관한 것으로서, 특히 AAL(ATM Adaptive Layer) 타입 5(이하 'AAL 5'라 함)를 통한 CBR특성의 HDTV(high definition TV)의 TS 패킷의 송수신 방법에 관한 것이다.

국제 전기통신연합 전기통신 표준화 부분(이하 'ITU-T'라 함)에서 규정한 AAL에는 5가지 타입이 있으나, 현재 업계에서 실제 가장 많이 사용되는 AAL 타입은 가장 간단한 프로토콜을 갖고 있는 AAL 5이다.

예컨대, CBR MPEG(moving picture expert group), VOD(video on demand) 등이 CBR 전송 특성에도 불구하고 AAL 5를 사용하여 통신하도록 규정되었고, 앞으로 CBR 특성을 갖는 멀티미디어 데이터들도 AAL 5를 통해 통신이 이뤄질 것으로 예상되고 있다. 또한 ATM 연결에 대한 시그널링(signaling)은 반드시 AAL 5를 통해 수행하도록 지정되어 있기 때문에 앞으로도 AAL 5에 대한 활용도는 계속해서 높아질 것으로 전망된다.

이하에서는 종래 AAL 5에서 적용되는 전송 스트림 패킷의 송수신 방법에 대하여 설명한다.

먼저, 도1을 참조하여 AAL층과 이의 상위 및 하위 계층으로부터의 TS 패킷 데이터의 송수신에 대하여 설명한다.

도1에 도시한 바와 같이, TS 패킷 데이터의 송수신을 위한 계층 구조는 물리층(40a, 40b)을 최하위층으로 하여, 그 위에 각각 ATM(asynchronous transfer mode; 비동기 전송 모드) 층(30a, 30b), AAL 층(20a, 20b)과 애플리케이션 계층(10a, 10b)으로 이루어진다. 여기서, AAL 층은 CPCS(common part convergence sublayer; 공통부 컨버젼스 서브층)와 SAR(segmentation and reassembly sublayer; 셀분할 조립 서브층)로 이루어진다.

ITU-T I.363을 이용하여 CBR HDTV TS 패킷을 송신하는 경우, HDTV의 부호화 시스템이 ATM 프로토콜 스택에서 최상위에 있는 애플리케이션 계층(10a)이 된다.

이 때, H.222.1에서 규정한 시스템에서는 애플리케이션 계층(10a)으로부터 188 바이트의 고정 크기를 갖는 HDTV TS 패킷 두 개를 받아 376 바이트 크기의 CPCS 서비스 데이터 단위 (SDU; service data unit)를 생성한다.

생성된 CPCS SDU는 CPCS-UNITDATA invoke primitive의 CPCS-ID(interface data) 파라미터(사용자 정보)를 통해 AAL 5 CPCS 계층(24a)에 전달된다. 이와 함께 CPCS 사용자 사이의 사적 (private) 데이터는 CPCS-UU(user to user indication; 사용자간 표시) 파라미터를 통해 이루어지며, 해당 CPCS SDU에 대한 손실 우선 순위는 CPCS-LP(loss priority) 파라미터를 통해 이뤄진다. 또한, CPCS-CI(congestion indicator) 파라미터는 해당 CPCS SDU가 ATM 네트웍에서 혼잡(congestion)을 경험했는지의 여부를 나타내는 데 사용되고, M 파라미터는 해당 CPCS-UNITDATA invoke primitive의 CPCS-ID 파라미터를 통해 전달하는 데이타가 전송해야 할 CPCS SDU 전체를 포함하고 있는지 혹은 일부만 포함하고 있는지를 나타낸다. 즉, M 파라미터가 0이면 더 이상 전송할 CPCS SDU가 없다는 것을 나타내는데, HDTV TS패킷을 전송할 때에는 M 파라미터는 0을 갖게 된다.

ITU-T I.363에서 규정한 AAL 5 CPCS 계층(24a)에서의 사용자 데이터 송신 방법을 도2를 참조하여 설명한다.

도2는 각각 CPCS, SAR, ATM 층에서의 데이터 패킷을 나타내는 도면이다.

CPCS-UNITDATA invoke primitive를 통해 188바이트 크기의 HDTV TS 패킷 두 개가 CPCS-ID 파라미터로 입력되면 CPCS는 그 뒤에 0 - 47 바이트의 패딩(paddig) 바이트(PAD)를 삽입한다. 이 패딩 바이트(PAD) 다음에는 8 바이트의 트레일러(trailer)를 삽입하여 하나의 CPCS-PDU (protocol data unit; 프로토콜 데이터 단위)를 생성한다.

여기서, 패딩 바이트는 CPCS PDU의 크기를 48바이트의 정수 배로 만들기 위해 삽입되는 것으로 HDTV TS 전송에는 376 바이트 CPCS-SDU에 8바이트의 트레일러가 삽입되므로 패딩 바이트는 불필요하다.

8 바이트의 트레일러는 1 바이트의 CPCS 사용자간 데이터 필드(CPCS-UU), 모두 0의 값을 갖는 1바이트 크기의 CPI(common part indicator; 공통부 식별자) 필드, CPCS-ID의 크기를 나타내는 2 바이트의 길이(Length) 필드와 CPCS-ID로부터 길이 필드까지의 오류 검사를 위한 4 바이트 크기의 CRC(cyclic redundancy circle; 순환 용장 검사) 필드로 구성된다. 이 때, CPCS 사용자간 데이타 필드는 CPCS-UNITDATA invoke primitive에서의 CPCS-UU 파라미터의 값이 그대로 저장된다.

한편, 하나의 CPCS-PDU는 SAR(segmentation and reassembly; 셀분할·조립)-UNITDATA invoke primitive를 통해 SAR 계층에 전달된다.

이때, SAR-UNITDATA invoke primitive는 48 바이트의 정수배 크기를 갖는 ID 파라미터, CPCS-LP의 값을 그대로 갖게되는 SAR-LP 파라미터, CPCS-CI 값을 그대로 저장하는 SAR-CI 파라미터, M 파라미터로 구성된다. M 파라미터는 현재 SAR-UNITDATA invoke primitive 의 ID 파라미터를 통해 전달하는 데이타가 전송해야 할 SAR SDU 전체를 포함하고 있는지 혹은 일부만 포함하고 있는지를 나타낸다. M 파라미터가 0이면 더 이상 전송할 SAR SDU가 없다는 것을 나타내는데, HDTV TS 패킷을 전송할 때에는 M 파라미터가 0을 갖게 된다.

송신단의 SAR 계층(24a)은 ID 파라미터를 통해 한 번에 384 바이트(376 바이트 사용자 데이타 + 8 바이트 CPCS 트레일러)크기의 SAR-SDU를 전달받는다. 전달된 데이타는 도2에 나타낸 바와 같이 48 바이트 단위로 읽혀지고, ATM-DATA request primitive를 통해 ATM 계층으로 전달된다. ATM 계층으로 전달된 48 바이트 데이타는 도2에 나타낸 바와 같이 5바이트 ATM 헤더가 삽입되어 53바이트의 ATM 셀이 형성된다. SAR 계층으로부터 전송되어야 할 데이타가 384바이트이므로 모두 8번에 걸쳐 ATM 계층으로 데이타가 전달된다. 8번째의 48바이트 데이타를 ATM 계층으로 보낼 때에는 ATM-DATA request primitive의 AUU(ATM layer User to User) 파라미터가 1이 되어 현재의 48바이트가 SAR SDU의 끝임을 나타낸다.

다음에는 AAL 5를 통한 데이터의 수신 방법에 대하여 설명한다.

ITU-T I.363에서 규정한 AAL 5의 수신단 SAR 계층(24b)은 ATM-DATA indication primitive를 통해 ATM계층(30b)으로부터 48바이트의 사용자 데이타를 받는다. 전달받은 48 바이트 데이타는 SAR-UNITDATA signal primitive의 ID 파라미터를 통해 CPCS 계층(22b)으로 전달된다. ATM-DATA indication primitive에서 AUU가 1이면 SAR-UNITDATA signal primitive의 M 파라미터를 0으로 보내 해당 48바이트가 SAR-SDU의 끝임을 나타낸다.

한편, ITU-T I.363에서 규정한 AAL5 CPCS 계층은 다음과 같은 방법으로 사용자 데이타를 수신한다.

초기 상태에서는 rcv_LP를 0으로 리셋하고 SAR 계층(22b)으로부터 SAR-UNITDATA signal primitive를 기다린다. SAR-UNITDATA signal primitive에 있는 ID파라미터를 받아 리어셈블리(reassembly)버퍼에 저장하고, rcv_LP는 SAR-UNITDATA signal에서의 SAR-LP와의 로컬 오어링(local ORing)을 통해 갱신한다.

수신한 SAR-ID의 M 파라미터가 0이면, 현재 수신된 ATM 셀까지 포함하여 리어셈블리 버퍼에 저장된 데이타가 완전한 CPCS PDU를 구성한다는 것으로 인식하여 송신단에서 삽입한 8 바이트의 트레일러(trailer)를 체크하여 수신된 CPCS PDU가 에러 없이 전송되었는지 검사한다. 이 과정에는 리어셈블리 버퍼내의 데이타에 대한 CRC 체크, CPI 필드 체크, 길이 필드 체크, PAD(패딩) 필드 체크, 최대 허용 CPCS-SDU 크기 체크가 포함된다.

이러한 점검을 마치고 최종적으로 에러가 없는 것으로 판단되면 CPCS-UNITDATA signal을 통해 사용자 데이터 부분을 상위의 애플리케이션 계층(10b)에 전송한다. 이들 체크에서 어느 하나라도 에러가 발견되면 즉시 현재까지 리어셈블리 버퍼에 저장된 데이타를 모두 폐기하고 CPCS는 초기 상태로 되돌아간다.

만일 수신한 SAR-ID의 M 파라미터가 1이면, 현재 수신된 ATM 셀이 CPCS PDU의 끝이 아니라는 의미가 된다. 이 경우, 현재까지 리어셈블리 버퍼에 저장된 데이터의 크기가 최대 허용 CPCS-SDU 크기 보다 작으면, 계속해서 다음 SAR-UNITDATA signal을 기다리게 되고, 그렇지 않으면 현재까지 리어셈블리 버퍼에 저장된 데이타를 모두 폐기하고 초기 상태로 되돌아간다.

한편, ITU-T I.363 AAL 5에서는 선택사항으로 RAS 타이머를 사용할 수 있다. RAS 타이머는 수신된 ATM 셀사이의 시간 간격에 상한을 두는 장치이다. 이 경우, 수신단 CPCS계층이 SAR 계층으로부터 SAR-UNITDATA signal primitive를 받았을 때 M 파라미터가 1이면 다시 타이머가 0값으로부터 동작하고, M 파라미터가 0이면 타이머 동작이 멈추게 된다. RAS 타이머에 의해 time-out되면 현재까지 리어셈블리 버퍼에 저장된 모든 데이터는 폐기되고 다시 타이머는 값을 0으로 돌려 다시 동작한다.

한편, 종래의 AAL 5에서의 데이터 송수신 방법에서는 데이터 손실에 대한 대처가 CPCS-PDU 수준에서 이루어지기 때문에, CPCS-PDU 수준에서 데이나 에러/손실이 있으면 리어셈블리 버퍼에 저장된 데이타를 모두 버리게 된다. 따라서, 두 개의 TS 패킷이 하나의 CPCS-PDU를 이루는 HDTV TS 전송에 있어서 어느 한쪽의 TS 패킷에만 에러/손실이 발생한 경우 I.363 AAL 5에서는 에러가 없는 TS 패킷까지도 함께 폐기하여야 하므로, 데이터 손실이 두 배로 증가된다.

이를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

두 개의 HDTV TS 패킷은 하나의 CPCS-PDU를 구성하고 이것은 8개의 ATM 셀을 통해 수신단으로 전송된다. 이 때, 하나의 CPCS-PDU를 구성하는 두 개의 HDTV TS 패킷을 각각 A 패킷, B 패킷이라고 하면, 8개의 ATM 셀 중 1, 2, 3번째 셀은 A 패킷의 정보만을, 5, 6, 7, 8번째 셀은 B 패킷의 정보만을 포함하고 (8번째 셀은 CPCS트레일러 포함), 4번째 셀은 A 패킷, B 패킷의 정보를 모두 포함하게 된다. ITU-T I.363 AAL type5에서는 이들 8개의 셀중 어느 하나라도 에러/손실이 발생하면 그 때까지 리어셈블리 버퍼에 저장된 모든 데이타를 폐기한다. 따라서, 최악의 경우, 8번째의 셀에만 에러/손실이 발생하게 되어도 기존에 수신된 7개의 셀을 모두 폐기시키게 되는 현상을 초래한다. 이 경우, 아무런 에러/손실 없이 전달된 TS패킷마저도 함께 손실되게 된다. 이것은 ITU-T I.363 AAL type5가 CPCS PDU 수준의 에러/손실 감지기능만이 존재하기 때문이다. 즉, CPCS PDU 단위로만 에러/손실을 감지하므로, HDTV TS 패킷 전송시와 같이 여러 개의 데이타 단위가 하나의 CPCS PDU로 전송될 경우, 어느 하나의 데이타 단위에 발생한 에러/손실로 인해 다른 데이타 단위까지 함께 폐기되는 결과를 초래하는 문제점을 가지고 있다.

또한, ITU-T I.363 AAL 5는 CBR 특성을 갖는 트래픽에서 필요로 하는 시간 보상을 지원하지 않는다. 따라서, CBR 특성을 갖는 HDTV TS 패킷을 I.363 AAL 5를 통해 전송할 때 ATM 네트웍에서 발생한 셀 지연 시간 변이가 투명하게 수신단의 HDTV 복호기 시스템 계층(애플리케이션 계층)에 전달된다.

HDTV 복호기 시스템은 TS 패킷에 실려있는 PCR(Program Clock Reference; 프로그램 클록 레퍼런스)값을 이용하여 시스템 클럭을 동기화 하므로, 이와 같이 AAL 수준에서 아무런 시간 보상을 하지 않으면 HDTV 복호기 시스템에 큰 버퍼를 유지하거나, 시스템 동기에 사용하는 PLL의 클럭 잠김 성능이 개선되어야 하는데, 이것은 HDTV 시스템의 비용 상승을 초래한다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, CBR TS 패킷의 수신시 수신단에서 셀 수준의 데이타 에러/손실 탐지를 할 수 있도록 하여 셀 에러/손실에 대한 HDTV TS 패킷의 과다 폐기를 방지하기 위한 것이다.

또한, 수신단 CPCS에서는 CBR 트래픽에 대하여 시간 보상을 행함으로써, 네트웍에서의 ATM 셀 손실로 인한 자연 시간 변이를 줄이기 위한 것이다.

도1은 종래의 패킷 데이터의 송수신을 위한 계층 구조를 나타내는 도면이다.

도2는 CPCS, SAR, ATM 층에서의 패킷 데이터를 나타내는 도면이다.

도3은 본 발명의 실시예에 따른 패킷 데이터를 나타내는 도면이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 특징에 따른 전송 스트림 패킷의 송수신 방법은, 고정 전송 비트(CBR)의 전송 스트림(TS) 패킷을 AAL 5를 통해 비동기 전송 모드(ATM) 층과 송수신하는 것으로서,

상위 애플리케이션 계층으로부터 상기 CBR TS 패킷을 수신하여 하나 이상의 상기 CBR TS를 포함하는 사용자 정보와 트레일러로 이루어지는 공통부 컨버젼스 서브층(CPCS) 프로토콜 데이터 단위(PDU)를 생성하는 제1 단계와; 상기 CPCS-PDU를 순차번호가 각각 삽입된 다수의 ATM 셀로 분할하여 송신단의 ATM 층으로 송신하는 제2 단계와; 수신단의 ATM 층으로부터 상기 ATM 셀들을 수신하고, 상기 순차번호를 비교하여 상기 ATM 셀의 손실여부를 감지하는 제3 단계를 포함한다.

여기서, 상기 제3 단계에서 손실된 ATM 셀을 감지한 경우에는 상기 손실된 ATM 셀에 더미셀을 삽입하여 상기 CPCS-PDU의 길이를 유지하도록 하는 제4 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 손실된 ATM 셀이 포함되는 CBR TS 패킷을 애플리케이션 계층에 송신하는 경우, 상기 CBR TS 패킷 헤더에 있는 전송 패킷 에러 지시자 필드를 1로 세팅하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 ATM 셀에 삽입된 상기 순차 번호는 1 바이트의 사용자간 데이터 필드(CPCS-UU), 모두 0의 값을 갖는 1 바이트의 공통부 식별자(CPI) 필드, 상기 사용자 정보의 크기를 나타내는 2 바이트의 길이 필드가 이용될 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 특징에 따른 전송 스트림 패킷의 송수신 방법은, 고정 전송 비트(CBR)의 전송 스트림(TS) 패킷을 AAL 5를 통해 비동기 전송 모드(ATM) 층과 송수신하는 것으로서,

상위 애플리케이션 계층으로부터 상기 CBR TS 패킷을 수신하여, 하나 이상의 상기 CBR TS를 포함하는 사용자 정보와 트레일러로 이루어지는 공통부 컨버젼스 서브층(CPCS) 프로토콜 데이터 단위(PDU)를 생성하는 제1 단계와; 상기 CPCS PDU를 순차번호가 각각 삽입된 다수의 ATM 셀로 분할하여 송신단의 ATM 층으로 송신하는 제2 단계와; 상기 다수의 ATM 셀을 상기 ATM 층으로부터 수신하기 시작하면, 상기 ATM 셀의 1 포인트 셀 지연 시간 변이와 1포인트 셀 지연 시간 변이의 표준편차를 이용하여 시간 상한값을 설정하는 제3 단계와; 상기 다수의 ATM 셀로부터 상기 CPCS-PDU를 조립(reassembly)하는 제4 단계와; 상기 CPCS PDU가 상기 시간 상한 값 이내에 조립되는 경우에는 상기 CPCS PDU에 대한 에러를 체크한 후, 상기 애플리케이션 계층으로 전송하는 제5 단계와; 상기 CPCS PDU가 상기 시간 상한 값 이후에 조립되는 경우에는 마지막으로 수신한 ATM 셀의 순차 번호를 체크한 후, 빈자리를 더미 셀로 채워 상기 CPCS PDU를 구성하는 제6단계를 포함한다.

여기서, 상기 제6 단계는 상기 시간 상한 값 이후에 도착한 ATM 셀이, 이전의 CPCS PDU에 포함되어야 하는 셀인지 새로운 CPCS PDU를 구성하는 셀인지를 판단하는 제7 단계와; 상기 제7 단계에서 이전의 CPCS PDU에 포함되어야 하는 셀인 것으로 판단한 경우 이전에 도착된 ATM 셀을 버리고, 새로운 CPCS PDU를 구성하는 ATM 셀을 기다리는 제8단계와; 상기 제7 단계에서 새로운 CPCS PDU를 구성하는 셀로 판단하는 경우 도착된 ATM 셀이 상기 CPCS PDU에 존재하는 위치를 계산하고, 그 앞의 빈 부분은 더미셀들로 채워 넣는 제8단계로 이루어진다.

이 때, 시간 상한 값은 8 × (셀 슬롯 + 수신된 셀들의 지연 시간의 표준편차)로 구하는 것이 바람직하다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.

본 발명의 제1 실시예에서는 CPCS-PDU 수준의 셀 에러/손실 감지에 의한 과도한 HDTV TS 패킷 손실을 줄이기 위해서 셀 단위로 셀 에러/손실을 감지한다.

이를 위해, 본 발명의 제1 실시예에서는 각 셀에 네 비트의 크기를 가지는 순차번호를 삽입하여 수신단에서의 순차 번호를 보고 셀 단위의 손실을 감지하도록 한다.

이를 도3을 참조하여 구체적으로 설명한다.

HDTV TS 패킷을 ATM으로 전송할 경우, 한 개의 CPCS-PDU에서 8개의 ATM 셀이 생성되므로, 각 셀들에 네 비트씩의 순차번호를 삽입하면 총 네 바이트의 추가 공간이 필요하게 되는데 이는 CPCS-PDU의 트레일러가 지니는 특성을 이용하여 할당한다.

즉, CPCS-PDU의 트레일러에 존재하는 CPI 항목(1 바이트)과 CPCS-UU 항목(1 바이트)은 각각 트레일러의 길이를 8 바이트로 맞추고 사용자의 사적(private) 정보를 투명하게 전송하기 위해 사용되며, 또한 트레일러의 길이 항목(2 바이트)은 HDTV TS 패킷의 특성상 항상 고정된 값이 사용된다. 따라서 CPI, CPCS-UU, 그리고 길이 항목들은 모두 송신 초기에 송수신간 통신을 통해 미리 알 수 있는 값들이거나 특별한 기능을 지원하는 항목들이 아니기 때문에 이들 항목들이 차지하는 4 바이트의 영역을 도3에 도시한 바와 같이 각 셀들마다 사용하는 순차번호를 위해 사용한다.

즉, 도3에 도시한 바와 같이 CPI, CPCS-UU, 그리고 길이 항목으로 할당되었던 필드를 이용하여 16개의 순차번호를 CPCS-SDU(N1)에 더하여 480바이트의 데이터 패킷(N2)을 구성한다. 그리고, 이 데이터 패킷(N2)에 4 바이트의 CRC 필드를 더하여, 384 바이트의 CPCS-PDU(N3)를 형성한다.

한편, 각 셀마다 순차번호가 추가되면, 수신단에서는 수신된 셀들의 순차번호를 비교하여 연속적으로 수신된 두 셀간의 셀 손실 여부를 알아낼 수 있으며, 손실된 셀의 개수도 알아낼 수 있다.

이때, 수신단에서 손실된 셀을 감지하는 경우 수신단의 AAL에서는 이와 같이 손실된 셀의 위치에 48바이트의 더미(dummy) 셀을 삽입하여, CPCS-PDU의 길이(384 바이트)를 유지할 수 있도록 한다. 이와 동시에, 손실된 셀의 순차번호를 통해 하나의 CPCS-PDU로 구성된 두 TS 패킷들 중 어떤 패킷의 위치에 셀 손실 또는 에러가 발생했는지 알아낸다. 이 정보를 이용하여 손실된 셀을 포함한 PDU 전체를 폐기하는 대신, 손실된 셀을 포함하는 TS 패킷을 구별하여 표시함으로서 데이터 손실을 최소화할 수 있다.

이 때, TS 패킷에 손실된 셀이 포함되어 있음을 애플리케이션 계층 (HDTV 디코더 시스템)에 알리기 위해 해당 TS 패킷 헤더에 있는 전송 패킷 에러 지시자(transport_packet_error_indicator) 필드를 1로 세팅한다. 이 필드는 TS 패킷 헤더의 특정 위치에 고정되어 위치하므로 본 발명의 제1 실시예에 따르면 순차번호 0, 4, 8, 그리고 12번의 셀 내부에서의 특정 비트에 위치하게 된다. 따라서, 수신단 AAL에서 더미셀이 포함된 TS 패킷을 구성하는 셀들의 순차번호를 보고 해당 전송 패킷 에러 지시자(transport_packet_error_indicator) 비트를 세팅하여 패킷의 에러 여부를 TS 디코더 시스템으로 전달한다.

이와 같이 함으로써, 종래 TU-T I.363 AAL 5만을 사용하여 HDTV TS 패킷들을 전송하는 경우 보다, 에러 없이 수신된 TS 패킷의 수를 증가시킬 수 있다.

다음에는 본 발명의 제2 실시예를 설명한다.

셀 지연 시간 변이는 순수한 네트웍에서의 셀 지연 시간 변이뿐만 아니라 셀 에러나 셀 손실이 발생된 CPCS-PDU를 폐기할 때 발생하는 셀 지연 시간 변이를 포함한다. 이 중, CPCS-PDU를 폐기할 때 발생하는 셀 지연 시간은 순차번호와 더미 셀 삽입을 통해 보상해 줄 수 있다. 그러나, 순차번호만을 보고 판별하는 방법은 실제 셀이 수신된 후에야 가능하게 되므로 셀의 시간적인 지연은 해결되기 힘들게 된다.

따라서 본 발명의 제2 실시예는 순차번호를 이용한 더미셀 삽입 방식과 함께 타이머를 통해 셀의 시간 지연에 제한을 두어 PDU 단위에서의 지연변이를 줄이기 위한 것이다.

본 발명의 제2 실시예에 따르면, 수신단에서 AAL이 ATM계층으로부터 셀을 수신하기 시작하면 수신된 셀들의 도착시간으로부터 1-포인트(point) 셀 지연 시간 변이와 1-포인트 셀 지연 시간 변이의 표준편차를 함께 계산한다. 수신측 AAL에서 계산된 셀 지연 시간 변이가 네트웍 물리 계층의 물리적인 대역폭내로 안정화되었다고 판단되면 타이머는 다음의 수학식 1로 초기화된다.

시간 상한값 = 8.0 × (셀 슬롯 + 수신된 셀들의 지연 시간 변이의 표준편차)

여기서, 셀 슬롯(cell_slot)은 53바이트의 ATM 셀을 전송하기 위한 총 네트웍 클럭 싸이클로 정의되는 데, 155.52Mbps의 SDH(synchronous digital hierarchy; 디지털 동기 하이어라키) 또는 SONET(synchronous optical network; 동기식 광통신망)인 경우 셀 슬롯은 다음의 수학식 2와 같이 약 7.0이다.

위의 수학식 1은 각 셀들에 대한 도착예정시간에 셀 지연 시간의 표준편차만큼의 여유시간을 더하여, 셀 손실여부를 초기에 결정 짓는 다는 것을 나타낸다. 수학식 1에서 CPCS-PDU가 총 8개의 셀들로 구성되므로 8을 곱한 만큼의 값을 타이머에서의 셀 손실 결정을 위한 시간 상한값으로 준다.

본 발명의 제2 실시예에서 CPCS-PDU가 타이머가 끝나기 전에 조립되었다면 CPCS-PDU에 대한 에러를 체크한 뒤 상위 계층으로 전송되고 타이머는 새로운 셀 지연 시간의 표준편차를 사용하여 갱신된다.

만약 CPCS-PDU가 타이머 종료 이전에 생성되지 못했다면, 마지막으로 수신한 셀의 순차 번호를 체크한 뒤 빈자리를 더미 셀들로 채우고 더미 셀들을 포함한 CPCS-PDU를 상위 계층으로 전송한다. 이 경우 타이머는 다음 셀이 실제로 도착할 때까지 재시작 되지 않다가 실제 셀이 도착되면 순차번호를 체크해서 도착된 셀이 이전 PDU에 포함되어야 하는 셀인지 아니면 새로운 CPCS-PDU를 구성하는 셀인지를 판단하게 된다. 전자의 경우에는 도착된 셀을 버리고 새로운 CPCS-PDU를 구성하는 셀이 도착할 때까지 기다리게 되며, 후자의 경우에는 도착된 셀의 PDU내에서의 위치를 계산하고 그 앞의 빈 부분은 더미 셀들로 채워 넣게 된다. 이와 동시에 타이머는 새로운 CPCS-PDU에서 기다려야 하는 셀들의 개수에 비례하도록 설정된다.

한편, 만약 하나의 CPCS-PDU를 구성하는 여덟 개의 셀들이 모두 더미셀들이라면 상위 계층, 즉 HDTV 디코더 시스템에서는 전혀 사용할 수 없는 데이터들이므로 그 PDU는 상위 계층으로 전송하지 않는다.

이상에서는 CBR HDTV의 TS 전송을 예로 들어 설명하였으나, 본 발명은 CBR HDTV TS 패킷 송수신에서 뿐만 아니라, 다음과 같은 트래픽에 적용할 수 있다.

즉, CBR SPTS(Single Program Transport packet Stream)인 VOD(Video On Demand)의 ATM 망으로의 송·수신, CBR MPEG의 ATM 망으로의 송·수신과 기타 TS 패킷 구조를 갖는 CBR 트래픽의 AAL5를 통한 ATM 망으로의 송·수신에 적용할 수도 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 CBR HDTV TS 패킷의 송·수신시 송신단의 CPCS 계층에서 전송하는 셀마다 순차번호를 부여하여 수신단에서 셀 수준의 데이타 에러/손실 탐지를 할 수 있도록 함으로서 셀 에러/손실에 대한 HDTV TS 패킷의 과다 폐기를 방지할 수 있다.

또한, 수신단 CPCS에서는 CBR 트래픽에 대한 시간 보상 방법으로, 수신된 셀의 1-포인트 셀지연 변이와 셀지연 변이 표준편차를 이용하여 타이머의 시간 상한값값으로 사용함으로서 네트웍에서의 ATM 셀 손실로 인한 자연 시간 변이를 줄일 수 있다.

Claims

고정 전송 비트(CBR)의 전송 스트림(TS) 패킷을 AAL 5를 통해 비동기 전송 모드(ATM) 층과 송수신하는 방법에 있어서,

상위 애플리케이션 계층으로부터 상기 CBR TS 패킷을 수신하여, 하나 이상의 상기 CBR TS를 포함하는 사용자 정보와 트레일러로 이루어지는 공통부 컨버젼스 서브층(CPCS) 프로토콜 데이터 단위(PDU)를 생성하는 제1 단계와;

상기 CPCS-PDU를 순차번호가 각각 삽입된 다수의 ATM 셀로 분할하여 송신단의 ATM 층으로 송신하는 제2 단계와;

수신단의 ATM 층으로부터 상기 ATM 셀들을 수신하고, 상기 순차번호를 비교하여 상기 ATM 셀의 손실여부를 감지하는 제3 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 AAL5 를 통한 CBR TS 패킷의 송수신 방법.
제1항에서,

상기 제3 단계에서 손실된 ATM 셀을 감지한 경우, 상기 손실된 ATM 셀에 더미셀을 삽입하여 상기 CPCS-PDU의 길이를 유지하도록 하는 제4 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 AAL5를 통한 CBR TS 패킷의 송수신 방법.
제2항에서,

상기 손실된 ATM 셀이 포함되는 CBR TS 패킷을 애플리케이션 계층에 송신하는 경우, 상기 CBR TS 패킷 헤더에 있는 전송 패킷 에러 지시자 필드를 1로 세팅하는 것을 특징으로 하는 AAL5를 통한 CBR TS 패킷의 송수신 방법.
제2항에서,

상기 ATM 셀에 삽입된 상기 순차 번호는 CPCS-PDU 중 트레일러 영역이 이용된 것을 특징으로 하는 AAL5를 통한 CBR TS 패킷의 송수신 방법.
제4항에서,

상기 트레일러 영역은

1 바이트의 사용자간 데이터 필드(CPCS-UU), 모두 0의 값을 갖는 1 바이트의 공통부 식별자(CPI) 필드, 상기 사용자 정보의 크기를 나타내는 2 바이트의 길이 필드와, 오류 검사를 위한 순환 용장 검사(CRC) 필드로 이루어지며,

상기 순차 번호는 상기 CPCS-UU, 상기 CPI 필드, 상기 길이 필드가 이용되는 것을 특징으로 하는 AAL5를 통한 CBR TS 패킷의 송수신 방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에서,

상기 CBR TS 패킷은 HDTV TS 패킷인 것을 특징으로 하는 AAL5를 통한 CBR TS 패킷의 송수신 방법.
고정 전송 비트(CBR)의 전송 스트림(TS) 패킷을 AAL 5를 통해 비동기 전송 모드(ATM) 층과 송수신하는 방법에 있어서,

상위 애플리케이션 계층으로부터 상기 CBR TS 패킷을 수신하여, 하나 이상의 상기 CBR TS를 포함하는 사용자 정보와 트레일러로 이루어지는 공통부 컨버젼스 서브층(CPCS) 프로토콜 데이터 단위(PDU)를 생성하는 제1 단계와;

상기 CPCS PDU를 순차번호가 각각 삽입된 다수의 ATM 셀로 분할하여 송신단의 ATM 층으로 송신하는 제2 단계와;

상기 다수의 ATM 셀을 상기 ATM 층으로부터 수신하기 시작하면, 상기 ATM 셀의 1 포인트 셀 지연 시간 변이와 1포인트 셀 지연 시간 변이의 표준편차를 이용하여 시간 상한 값을 설정하는 제3 단계와;

상기 다수의 ATM 셀로부터 상기 CPCS-PDU를 조립(reassembly)하는 제4 단계와;

상기 CPCS PDU가 상기 시간 상한 값 이내에 조립되는 경우에는 상기 CPCS PDU에 대한 에러를 체크한 후, 상기 애플리케이션 계층으로 전송하는 제5 단계와;

상기 CPCS PDU가 상기 시간 상한 값 이후에 조립되는 경우에는 마지막으로 수신한 ATM 셀의 순차 번호를 체크한 후, 빈 자리를 더미 셀로 채워 상기 CPCS PDU를 구성하는 제6단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 AAL5를 통한 CBR TS 패킷의 송수신 방법.
제7항에서,

상기 제6 단계는

상기 시간 상한 값 이후에 도착한 ATM 셀이, 이전의 CPCS PDU에 포함되어야 하는 셀인지 새로운 CPCS PDU를 구성하는 셀인지를 판단하는 제7 단계와;

상기 제7 단계에서 이전의 CPCS PDU에 포함되어야 하는 셀인 것으로 판단한 경우 이전에 도착된 ATM 셀을 버리고, 새로운 CPCS PDU를 구성하는 ATM 셀을 기다리는 제8단계와;

상기 제7 단계에서 새로운 CPCS PDU를 구성하는 셀로 판단하는 경우 도착된 ATM 셀이 상기 CPCS PDU에 존재하는 위치를 계산하고, 그 앞의 빈 부분은 더미셀들로 채워 넣는 제8단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 AAL5를 통한 CBR TS 패킷의 송수신 방법.
제7항 또는 제8항에서,

상기 제3 단계에서 시간 상한 값은

8 × (셀 슬롯 + 수신된 셀들의 지연 시간의 표준편차)로 구해지는 것을 특징으로 하는 AAL5를 통한 CBR TS 패킷의 송수신 방법.