KR100290999B1

KR100290999B1 - 음성 통화서비스가 가능한 에이티엠 스위치장치 및 방법

Info

Publication number: KR100290999B1
Application number: KR1019970024032A
Authority: KR
Inventors: 송덕영
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1997-06-11
Filing date: 1997-06-11
Publication date: 2001-07-12
Also published as: US6389014B1; KR19990000900A; CN1209717A; RU2153231C2; CN1196302C

Abstract

음성 데이터를 서비스하는 에이티엠 스위치장치가, 각 하이웨이들에서 입력되는 디에스채널 데이터들을 목적지 타임스위치모듈 번호에 해당하는 타임슬롯 별로 정렬하고 각 하이웨이에 동일 목적지로 그룹화된 디에스채널 스트림 데이터들로 스위치하는 입력측 타임스위치모듈들과, 디에스 채널데이타들을 동일 목적지 디에스채널 데이타들을 모아 에이티엠 셀로 조립하는 셀조립부들과, 에이티엠 가입자 및 망에서 입력되는 에이티엠 셀을 정합하는 입력측 에이티엠 정합부들과, 입력되는 에이티엠 셀을 셀프 라우팅하여 해당 목적지로 스위칭출력하는 에이티엠스위치와, 에이티엠 스위칭되어 공중전화망에 출력되어야 할 에이티엠 셀들을 분해하여 디에스채널 스트림 데이터로 분해하는 셀분해부들과, 분해된 디에스채널 스트림 데이터의 목적지에 따라 타임슬롯 스위칭하여 해당 목적지 공중전화망 정합부로 출력하는 출력측 타임스위치모듈들과, 에이티엠 스위치되어 에이티엠 가입자 또는 망측으로 출력되는 에이티엠 셀들을 목적지의 에이티엠 가입자 또는 망에 정합 출력하는 출력측 에이티엠 정합부들로 구성된다.

Description

음성 통화서비스가 가능한 에이티엠 스위치장치 및 방법{ATM(ASYNCHRONOUS TRANSFER MODE)SWITCHING DEVICE AND METHOD FOR VOICE SERVICE}

본 발명은 에이티엠 스위치장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 음성 채널 서비스가 가능한 에이티엠 스위치장치 및 방법에 관한 것이다.

비동기 전송모드(Asynchronous Transper Mode: 이하 ATM이라 칭한다)의 기술이 광대역종합통신망을 실현하기 위한 핵심기술로 채택된 이후, 상기 ATM 기술을 이용한 다양한 제품들이 개발되고 있다. 그러나 현재의 ATM 기술은 서비스의 주종을 이루고 있는 음성서비스를 ATM 망을 통하여 직접 제공해 줄 수 없는 상태이다. 상기 ATM을 이용하여 음성데이타를 서비스 할 수 방법이 연구되고 있으나, 상기 ATM 기술이 현재 사용되는 회선 교환기의 음성데이타 전송방식과 다르기 때문에, 음성가입자를 위한 완전한 ATM 해결책이 있기까지에는 아직 시간이 필요하다. 따라서 과도기의 입장에서 상기 ATM 교환기는 음성데이타를 수용하기 위한 추가적인 기능을 필요로한다.

현재 공중 회선교환망(Public Switched Telephone Network: 이하 PSTN이라 칭한다)에 접속되어 있는 가입자의 음성서비스를 PSTN과 ATM 망간의 연동장치를 통해 실현하는 연구들이 진행되고 있다. 그러나 상기 PSTM에서 출력되는 음성데이터를 ATM셀로 조립할 때 발생되는 지연문제 및 셀전송 효율저하(대역폭 사용효율 저하 )등의 문제점들을 해결할 수 있는 뚜렷한 방안이 없는 상태이다.

도 1은 일본국 NTT(Nippon Telephone & Telegraph)사의 오니시 등에 의해 제안된 멀티미디어 핸들링 노드(Multimedia Handling Node: 이하 MHN이라 칭한다)의 구조를 도시하고 있다.[H. Ohnishi, S. Suzuki, H. Nakaya, H. Tanaka, T. Takahashi, and H. Ishikawa, "All Band Switching Node Architecture for Flexible and Cost-Effective Evolution Torward B-ISDN" ISS`95 B1.2]

상기 MHN 시스템은 일반적인 회선교환과 ATM 교환을 동시에 제공하는 방법을 제시하는 구조로서, 상기 도 1과 같이 STM(Synchronous Transfer Mode) 스위치와 ATM 스위치를 독립적으로 병행하여 사용하고 있다. 초기 B-ISDN(Broad band Integrated Service Digital Network)은 비즈니스(business) 가입자가 주류이고, 막대한 자본이 투자된 현재의 STM을 ATM으로 변환하는 것은 비경제적이다. 따라서 상기 STM을 ATM으로 유연하게 전환하는 방법이 필요하며, 이런 방법이 상기 MHN이 될 수 있다. 상기 MHN 시스템은 동일 하드웨어 및 소프트웨어 플래트폼(flatform)으로 STM과 ATM을 동시에 제공하고, STM노드, ATM 노드 및 STM/ATM 혼합 노드 중 어느 노드도 수용가능하도록 함이 목적이다.

그리고 상기 MHN 시스템에서 각 모듈 간은 도 2에 도시된 바와 같이 CLAD(Cell Assembly Disassembly)로 연동하는 구조를 택하였다. 상기 도 2에서 ASM은 ATM/STM 핸들링 모듈(ATM/STM handling module)이고, SBM은 가입자 모듈(Subscriber Module)이며, SIM은 시스템 인터페이스 모듈(System InterfaceModule)이고, DSM은 분배 모듈(Distribution Module)이다.

그러나 상기와 같은 구조를 갖는 MHN 시스템은 하기와 같은 문제점들을 갖는다.

첫 번째로 상기 MHN 시스템은 스위치 내부에 STM 스위치와 ATM 스위치를 구비하여 독립적으로 스위칭 기능을 수행한다. 따라서 상기 MHN 시스템은 별도의 STM 스위치와 ATM 스위치를 동시에 갖고 있어야 한다.

두 번째로 상기 MHN 시스템은 STM 스위치와 ATM 스위치는 중앙 집중형의 셀조립/분해장치(CLAD: Cell Assembly Disassembly)를 필요로한다. 따라서 상기 MHN 시스템은 STM 스위치 및 ATM 스위치의 전체 트래픽(traffic)이 하나의 중앙 집중형 셀조합/분해장치를 통해 연동되는 구조로서 제어가 복잡하고, STM과 ATM 간의 트래픽이 많을 경우 연동장치에서 병목 현상이 발생될 수 있다.

세 번째로 상기 MHN 시스템은 셀 교환시 2번의 라우팅을 수행하여야 한다. 즉, 먼저 송신측 STM/ATM 스위치에서 셀조립/분해장치로의 라우팅을 수행하고, 두 번째로 셀조립/분해장치에서 목적지측의 ATM/STM 스위치로의 라우팅을 수행하여야 한다.

네 번째로 상기 MHN 시스템은 셀 지연이 발생된다. 상기 MHN 시스템에서 상기 음성데이타를 셀로 조립할 때 발생되는 지연은 음성서비스 품질에 나쁜 영향을 끼친다. 임의의 음성호 연결에서 125μsec 마다 전송되는 음성데이터(즉 DSO(64Kb/s) 데이터)들을 ATM 셀에 가득채워 전송하는 경우 최대 약 6ms(5.875ms)의 지연이 발생되며, 이는 음성서비스 품질에 많은 지장을 초래한다. 또한 음성서비스에서의 지연은 에코(echo)를 발생시키므로 에코제거기(echo cancellor)가 필요해진다.

다섯 번째로 상기 MHN 시스템은 셀 대역폭 사용효율이 떨어진다. 상기 MHN 시스템에서 셀 지연문제를 없애기 위해 하나의 DSO 데이터만을 채워 전송하는 경우 셀 대역폭 사용효율 저하 문제가 발생되며, 이에 대한 해결방안이 제공되지 않고있다.

또 다른 방법으로 AT&T 사의 Ron Spanke 등에 의해 제안된 T-C-T(Time Cell Time switch) 구조가 도 3에 도시되어 있다.[R. Spanke and J. Adrian, "ATM Composite Cell Switching for DS0 Digital Switches", ISS `95 P. b3]

상기 도 3에서 CCA는 컴퍼지트 셀 조합 노드(Composite Cell Assembly node)이고, DS0는 신호 레벨(Digital Signal level 0 (64Kbps))을 나타낸다. 상기 도 3은 PSTN에서 제공되는 일반 음성서비스를 ATM 스위치를 통해 제공해주기 위한 개념적인 T-C-T 스위치장치 구조를 도시하고 있다. 그러나 상기 도 3과 같은 구조의 T-C-T 스위치 장치의 실제 구현방법은 구체적으로 제시되지 않고, 개념적인 설명에 그치고 있다.

따라서 본 발명의 목적은 하나의 스위치로 STM 트래픽 및 ATM 트래픽을 동시에 처리할 수 있는 멀티미디어 스위치 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 스위치 내부에서 STM과 ATM 트래픽을 동시에 처리하고, STM 트래픽과 ATM 트래픽 간의 연동 기능을 수행하는 장치가 스위치의 각 포트에 분산되어 있어 병목 현상을 제거할 수 있는 멀티미디어 스위치장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 1개의 스위치 내부에서 라우팅을 완료할 수 있는 멀티미디어 스위치장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 프레임 주기로 다른 채널의 음성 데이터들을 혼합하여 셀로 조립 전송하므로서 셀 전송 지연이 없는 멀티미디어 스위치장치 및 방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 음성 데이터를 서비스하는 에이티엠 스위치장치는, 공중전화망 정합부에 연결되며, 각 하이웨이들에서 입력되는 디에스채널 데이터들을 목적지 타임스위치모듈 번호에 해당하는 타임슬롯 별로 정렬하고, 각 하이웨이에 동일 목적지로 그룹화된 디에스채널 스트림 데이터들로 스위치하는 입력측 타임스위치모듈들과, 상기 입력측 타임스위치모듈에서 출력되는 디에스 채널데이타들을 동일 목적지 디에스채널 데이타들을 모아 에이티엠 셀로 조립하는 셀조립부들과, 에이티엠 가입자 및 망에서 입력되는 에이티엠 셀을 정합하는 입력측 에이티엠 정합부들과, 상기 입력측 셀조립부 및 에이티엠 정합부들과 연결되며, 상기 입력되는 에이티엠 셀을 셀프 라우팅하여 해당 목적지로 스위칭출력하는 에이티엠스위치와, 상기 에이티엠스위치에서 목적지별로 스위칭되어 공중전화망에 출력되어야 할 에이티엠 셀들을 분해하여 디에스채널 스트림 데이터로 분해하는 셀분해부들과, 상기 목적지 셀분해부와 목적지 공중전화망 정합부 사이에 연결되며, 상기분해된 디에스채널 스트림 데이터의 목적지에 따라 타임슬롯 스위칭하여 해당 목적지 공중전화망 정합부로 출력하는 출력측 타임스위치모듈들과, 상기 에이티엠스위치에서 목적지별로 스위칭되어 에이티엠 가입자 또는 망측으로 출력되는 에이티엠 셀들을 목적지의 에이티엠 가입자 또는 망에 정합 출력하는 출력측 에이티엠 정합부들로 구성된 것을 특징으로 한다.

도 1은 에스티엠과 에이티엠 기술을 채용한 종래의 멀티미디어 핸들링 노드 시스템의 구성을 도시하는 도면

도 2는 도 1의 구조를 기반으로 한 스위치장치의 구성을 도시하는 도면

도 3은 디에스0 급 서비스를 위한 타임-셀-타임 스위치 구조를 도시하는 도면

도 4는 본 발명의 실시예에 따라 음성 통화서비스를 수행할 수 있는 에이티엠 스위치장치의 구성을 도시하는 도면

도 5는 도 4에서 타임스위치부와 셀조립/분해부 간의 구성을 설명하기 위한 도면

도 6은 도 4 및 도 5에서 타임스위치부의 구성을 도시하는 도면

도 7은 도 4 및 도 5에서 셀조립/분해부의 구성을 도시하는 도면

도 8은 도 4에서 라우팅제어부의 구성을 도시하는 도면

도 9는 도 4와 같은 에이티엠 스위치장치에서 음성 데이터가 스위치되는 과정을 도시하는 도면

도 10은 일반 회선교환기와 본 발명의 실시예에 따른 에이티엠 스위치장치 간의 호 서비스 종류를 설명하기 위한 도면

본 발명 실시예에서 제안하는 스위치는 일반적인 ATM 접속은 물론 PSTN 가입자 및 망과의 접속도 가능하며, 상기 스위치로 구현된 ATM 교환기에서 음성서비스를 직접 제공한다. 물론 ATM 교환기 내에 음성교환을 위한 호처리 기능 등 각종 소프트웨어도 함께 필요하다. 상기 스위치는 PSTN 및 N-ISDN(Narrowband-Integrated Services Digital Network) 단계에서 ATM 단계로 완전하게 진화하는데 있어서의 과도기에서, 즉 PSTN 가입자가 대부분이면서 새로운 광대역서비스를 제공해주어야 하는 단계에서, 여러 가지 미디어들을 하나의 교환기에서 동시에 처리할 수 있어 아주 유용하게 사용될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 멀티미디어 스위치 장치는 PSTN을 통해 제공되는 음성 통화 서비스를 ATM 망에서 제공할 수 있도록 하기 위한 새로운 스위치장치 구조를 제시한다. 본 발명의 실시예에 따른 스위치장치는 복수개의 DS0급 음성 데이터 스트림들(2.0248Mbps sub-highways)을 수신한 후, 동일 목적지 그룹으로 향하는 채널들 끼로 모아 그룹핑하여 ATM 셀로 조립한 후 목적지 모듈로 전송한다. 따라서ATM 셀을 통한 음성 데이터 전송시 지연 발생이나 전송 효율 저하를 방지할 수 있다. 그리고 상기 목적지 그룹으로 전달된 셀들은 목적지 그룹에서 다시 타임 슬롯 교환을 수행하므로서 채널별로 각각의 목적지 채널로 교환되어 전달된다.

본 발명의 실시예에서는 ATM 교환기에서 PSTN 음성서비스를 수용하는 경우를 중심으로 살펴보기로 한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 멀티미디어 스위치 장치의 구성을 도시하는 도면이다.

상기 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 멀티미디어 스위치장치는 ATM 스위치50을 중심으로 구성되며, 이때의 입력 장치는 PSTN 가입자 입력모듈10, PSTN 중계선 입력모듈20, ATM 가입자 입력모듈30 및 ATM 중계선 입력모듈40 등이 되며, 출력장치는 PSTN 가입자 출력모듈60, PSTN 중계선 출력모듈70, ATM 가입자 출력모듈80 및 ATM 중계선 출력모듈90 등이 된다. 이때 상기 PSTN 가입자 입력 모듈10과 PSTN 가입자 출력모듈60, PSTN 중계선 입력모듈20과 PSTN 중계선 출력모듈70, ATM 가입자 입력모듈30과 ATM 가입자 출력모듈80, ATM 중계선 입력모듈40과 ATM 중계선 출력모듈90은 각각 동일한 구성을 가지며, 또한 이들 각각의 입력모듈 및 출력모듈 들은 하나의 보드에 집적될 수 있다. 또한 상기 PSTN 입력모듈10 및 20과 PSTN 출력모듈60 및 70은 동일한 구성의 타임스위치 모듈 및 셀조립/분해모듈 들을 구비한다.

PSTN 가입자정합부( PSTN Subscriber Interface Module: 이하 PSIM이라 칭한다)11은 PSTN의 가입자선 들과 연결되며, 상기 PSTN 가입자들에서 출력되는 신호와PSTN 가입자 입력모듈10 간의 인터페이스 기능을 수행한다. PSTN 중계선정합부(PSTN Trunk Interface Module: 이하 PTIM이라 칭한다)21은 PSTN 중계선(trunk line)과 연결되며, 상기 PSTN 중계선들에서 입력되는 신호와 상기 PSTN 중계선 입력모듈20 간의 인터페이스 기능을 수행한다.

타임스위치모듈(time switch module)15, 25는 상기 PSTN정합부11 및 21에서 출력되는 음성 채널을 스위칭하는 기능을 수행하며, 타임스위치모듈65 및 75는 입력되는 음성 채널을 스위칭하여 PSTN 가입자정합부61 및 PSTN 중계선정합부71에 스위칭 출력한다. 상기 타임스위치모듈15, 25, 65 및 75는 각각 입력되는 채널 음성데이터를 저장하는 스피치 메모리(speech memory)를 구비하는 타임스위치12, 22, 62, 및 72와, 채널스위칭을 제어하는 제어부100의 TSI제어부(Time Slot Interchange controller)110에서 출력되는 제어 어드레스(control address)를 저장하여 상기 타임스위치12, 22, 62 및 72의 채널 스위칭 어드레스를 발생하는 제어메모리(control memory)13, 23, 63 및 73으로 구성된다. 상기 타임스위치모듈15, 25, 65 및 75는 일반 회선교환기에 사용되는 타임슬롯 교환 기능이 수행된다. 따라서 상기 타임스위치모듈15, 25, 65 및 75는 입력되는 채널 데이터를 순차적으로 타임스위치12, 22, 62 및 72의 스피치메모리에 저장하고(sequential write), 상기 제어메모리13, 23, 63 및 73에 저장되는 제어 어드레스에 의해 상기 스피치메모리에 저장된 음성 채널 데이터를 스위칭 출력한다(random read).

상기 PSTN 입력모듈10의 셀조립/분해부(Cell Assembly Disassembly: 이하 CLAD라 칭한다)14 및 24는 상기 타임스위치모듈15 및 25에서 각각 출력되는 채널음성 데이터를 ATM 셀의 포맷으로 조립하고, ATM셀로 입력되는 ATM 셀을 음성 채널 스트림 형태로 분해하여 ATM 스위치50에 출력한다. 따라서 상기 PSTN 입력모듈10 및 20의 CLAD14 및 24는 상기 타임스위치모듈15 및 25에서 각각 출력되는 32채널 음성 채널 스트림에 헤더(header)를 부가하여 ATM 셀로 조립하고 라우팅 태그(routing tag) 부착 및 유효데이타 길이를 표시하는 기능을 수행한다. 그리고 PSTN 출력모듈60 및 70에 위치되는 CLAD64 및 74는 상기 ATM 스위치50에 스위칭 출력되는 ATM 셀을 각각 수신하며, 상기 CLAD14 및 24 기능의 역기능을 수행하여 음성 채널 데이터로 분해한 후 타임스위치모듈65 및 75에 출력한다.

ATM 가입자정합부(ATM Subscriber Interface Module: 이하 ASIM이라 칭한다)30은 ATM UNI와 연결되어 ATM 가입자에서 출력되는 ATM 셀을 정합한다. ATM중계선정합부(ATM Trunk Interface Module: 이하 ATIM이라 칭한다)40은 ATM NNI와 연결되어 ATM 중계선에서 출력되는 ATM 셀을 정합한다. 상기 ATM정합부30 및 40에서 출력되는 ATM 셀은 상기 CLAD 없이 ATM스위치50과 연결된다.

상기 ATM스위치50은 일반적인 ATM 스위치를 사용한다. 상기 ATM스위치50의 입력 측은 PSTN 입력모듈10 및 20의 CLAD14 및 24와 ATM정합부30 및 40 들과 연결되며, 입력되는 ATM 셀을 스위칭하여 PSTN 출력모듈 60 및 70과 ATM정합부80 및 90에 출력한다.

상기 ATM스위치50과 연결되는 출력측 CLAD64 및 74와, 출력측 ATM정합부80 및 90은 각각 상기 입력측 CLAD14 및 24와 및 입력측 ATM정합부30 및 40들과 동일한 구성을 가지며, 각각 상기 입력측에서 수행하는 기능의 역기능을 수행한다. 또한 출력측의 타임스위치모듈65 및 75와 출력측 PSTN정합부61 및 71들도 각각 상기 입력측의 타임스위치모듈15 및 25와 입력측 PSTN정합부11 및 21과 동일한 구성을 가지며, 각각 상기 입력측에서 수행하는 기능의 역기능을 수행한다.

상기 제어부100은 상기 타임스위치모듈15, 25, 65 및 75와 CLAD14, 24, 64 및 74와, ATM 정합부30, 40, 80 및 90을 각각 제어하여 음성 채널 스트림 데이터를 ATM 셀로 조립하고 ATM 셀을 음성 채널 스트림 데이터로 분해하는 전반적인 동작을 제어한다. 상기 제어부100은 타임슬롯을 제어하는 TSI제어부110 및 호를 제어하는 호제어부(call controller)120으로 구성된다.

상기 도 4를 참조하면, 상기 PSTN 가입자 입력모듈10은 PSTN 가입자로부터 출력되는 음성 데이터를 ATM 셀로 조립하여 ATM스위치50에 출력하며, 상기 ATM스위치50은 상기 PSTN 가입자 입력모듈10에서 출력된 ATM 셀을 PSTN 가입자 출력모듈60, PSTN 중계선 출력모듈70, ATM 가입자 출력모듈80 또는 ATM 중계선 출력모듈90에 출력한다. 또한 상기 PSTN 중계선 입력모듈20은 PSTN 중계선으로부터 출력되는 음성 데이터를 ATM 셀로 조립하여 ATM 스위치50에 출력하며, 상기 ATM스위치50은 상기 PSTN 중계선 입력모듈20에서 출력된 ATM 셀을 PSTN 가입자 출력모듈60, PSTN 중계선 출력모듈70, ATM 가입자 출력모듈80 또는 ATM 중계선 출력모듈90에 출력한다.

그리고 상기 ATM 가입자 입력모듈30은 ATM 가입자로부터 출력되는 ATM 셀을 정합하여 ATM 스위치50에 출력하며, 상기 ATM스위치50은 상기 ATM 가입자 입력모듈30에서 출력된 ATM 셀을 PSTN 가입자 출력모듈60, PSTN 중계선출력모듈70, ATM 가입자 출력모듈80 또는 ATM 중계선 출력모듈90에 출력한다. 또한 상기 ATM 중계선 입력모듈30은 ATM 중계선으로부터 출력되는 ATM 셀을 정합하여 ATM 스위치50에 출력하며, 상기 ATM스위치50은 상기 ATM 중계선 입력모듈40에서 출력된 ATM 셀을 PSTN 가입자 출력모듈60, PSTN 중계선 출력모듈70, ATM 가입자 출력모듈80 또는 ATM 중계선 출력모듈90에 출력한다.

본 발명의 실시예에서는 설명의 편의를 위하여, 출발지(source)가 PSTN 가입자이고 목적지(destination)가 PSTN 가입자인 경우를 가정하여 설명하기로 한다.

상기 PSTN 가입자로부터 수신되는 음성데이타는 PSTN 가입자 정합부11 및 타임스위치모듈15를 통해 CLAD14에 인가되며, 상기 CLAD15는 상기 채널 음성 데이타를 ATM 셀로 조립한 다음 ATM스위치50의 입력측에 전달하며, 상기 목적지의 CLAD64는 상기 ATM스위치50에서 출력되는 ATM 셀을 분해하여 목적지 타임스위치모듈65에 전달한다. 그러면 상기 목적지의 타임스위치모듈65는 분해된 채널 음성데이타들을 타임 슬롯 교환하여 최종 PSTN 가입자 측에 전달한다.

도 5는 상기 도 4에서 타임스위치모듈15(또는 25, 65, 75)와 CLAD14(또는 24, 64, 74)의 구성을 도시하고 있다.

상기 도 5를 참조하면, 타임스위치모듈15의 출력인 DSO 채널들은 목적지 타임스위치모듈65를 기준으로 오름차순으로 정렬된다. 상기 정렬 기능은 타임스위치모듈15 내부의 제어메모리13의 동작에 의해 수행되며, 상기 제어메모리13의 정보는 호 설정시 상기 제어부100에서 출력된다. 상기 타임스위치모듈15로부터 출력된 서브-하이웨이 스트림(sub-highway stream) 들은 CLAD14에 입력되어 ATM 셀로 조립되며, 조립된 셀들은 셀다중화를 통해 다중화되어 ATM스위치50에 전달된다. 상기 도 5에 도시된 타임스위치모듈15의 출력 서브-하이웨이의 타임 슬롯에 쓰인 번호는 목적지 타임스위치모듈65의 번호를 의미한다.

도 6은 상기 도 4 및 도 5의 타임스위치모듈15(또는 25) 및 65(또는 75)의 구조를 도시하고 있다. 상기 타임스위치모듈15(또는 25) 및 65(또는 75)는 일반 회선교환기의 타임스위치모듈과 동일하며, 호제어 방식도 동일하다. 즉, 64Kbps의 PCM(Pulse Code Modulation) 음성데이타가 다중화되는 서브 하이웨이 스트림 내부의 각 DSO 채널들은 TSI(타임슬롯교환) 방식에 의해 교환된다. 이때 상기 제어부100은 호 설정시 타임스위치모듈15 및 65 내부의 제어메모리13 및 63에 음성 채널을 타임 스위칭하기 위한 제어정보를 기록하며, 이 제어정보에 의해 타임스위치12 및 62가 저장 중인 DSO채널의 음성 데이터들을 스위칭 출력한다.

본 발명의 실시예에 따른 타임스위치모듈15(또는 25, 65, 75)의 TSI 기능은 다음과 같이 수행된다.

먼저 상기 타임스위치모듈15의 입력조건은 회선교환기에서의 조건과 동일하다. 즉, 상기 음성 채널 데이터들은 여러 개의 서브 하이웨이들을 통해 입력되며, 각 서브하이웨이에는 복수개의 DSO(64Kbps) 음성 채널 데이타들이 다중화된다. 통상 32개의 DSO 채널들이 다중화되어 서브 하이웨이 당 2.048Mb/s의 프레임을 구성한다.

두 번째로 입력측 타임스위치모듈15는 입력 서브 하이웨이의 DSO 채널을 교환할 때, 이 DSO 채널들의 목적지 타임스위치모듈65의 번호에 해당하는 타임 슬롯을 기준으로 하여 오름차순으로 정렬(sorting)되도록 타임슬롯을 교환 해준다. 즉, 목적지 타임스위치모듈65의 번호가 작은곳으로 향하는 데이터들은 서브 하이웨이의 타임 슬롯 번호가 작은곳에 배열시킨다.

상기 도 5는 목적지 타임스위치모듈65의 #1, #7, #8을 예로 들고 있다. 이때 전체 서브 하이웨이 들의 동일한 번호의 타임슬롯들 중 빈 타임슬롯이 발생되지 않도록 해 주어야 하는데, 만약 동일 목적지 타임스위치모듈65로 향하는 음성 채널 데이터가 서브 하이웨이의 수(도 5에서 m으로 표시함) 보다 작을 경우는 서브 하이웨이 들의 동일번호를 갖는 타임슬롯 들에 서로 다른 목적지로 향하는 셀들이 혼재되어 있을 수 있다. 즉, 상기 도 5에 도시된 타임슬롯7 및 8의 데이터가 여기에 해당된다. 이런 경우 동일 목적지의 타임스위치모듈65으로 향하는 데이터가 서브 하이웨이의 수 보다 많을 경우, 상기 m개를 초과하는 데이터들은 이웃 채널들에 실리게 된다. 상기 도 5에서 타임슬롯 1은 m개를 초과하고 있음을 도시하고 있다. 상기 m은 서브 하이웨이 수와 동일하며, 이는 한 개의 셀에 실리게되는 타임슬롯의 수로 볼 수 있다.

상기와 같이 하는 이유는 목적지의 타임스위치모듈65로 향하는 DSO 데이터들을 그룹화시켜 전송하기 위한 것으로서, 이렇게 그룹화된 복수개의 DSO 데이터들은 CLAD14에서 동일한 셀로 조립되어 출력측으로 전달된다.

도 7은 상기 도 4 및 도 5에 도시된 CLAD14(또는 24, 64, 74)의 구성을 도시하고 있다. 상기 CLAD14는 타임스위치모듈15로 부터 입력되는 서브 하이웨이들 내부의 64Kbps급 음성 데이터들 중 동일한 목적지로 향하는 데이터들을 모아서 동일한 ATM 셀로 조립한는 기능을 수행하고, 또한 CLAD64는 그 역기능으로서 ATM스위치50에서 목적지로 교환되어온 셀들을 다시 분해하여 타임스위치모듈65로 보내는 기능을 수행한다.

상기 입력측 CLAD14는 송신할 데이터 즉,DS0 데이터들로 채워진 셀의 페이로드(payload)에 셀 헤더와 라우팅 태그를 부착하고 상기한 바와 같은 셀복제 및 셀내부 유효정보의 길이를 표시해주는 기능을 수행하는 라우팅제어부210과, 상기 라우팅 제어부210으로부터 출력된 셀들을 다중화시켜주는 셀다중화부220으로 구성되며, 반대방향의 목적지 CLAD64는 셀역다중화부 및 라우팅제어부로 구성되어 역과정을 수행한다.

상기 도 7을 참조하면, 상기 라우팅제어부(Routing Control)210의 내부의 a.b.c....표시되는 셀헤더버퍼211에 저장된 셀헤더이고, 1,2,3,..은 라우팅태그버퍼212에 저장된 라우팅 태그이다. 또한 상기 하나의 셀에는 셀헤더와 라우팅 태그가 각각 한 개씩(a와1, b와2, c와3, ...) 부여된다. 이런 값들은 호설정시 제어부100으로부터 수신되며, 호가 해제될 때까지 버퍼211 및 212에 각각 저장된다. b은 셀 페이로드에 실린 데이터의 유효 부분을 바이트수로 표시한다. 상기 라우팅제어부210과 셀다중화부220의 동작은 하기와 같다.

도 8은 상기 도 7에 도시된 라우팅제어부210의 구조를 도시하고 있다.

상기 도 8을 참조하면, 입력측 타임스위치모듈15에서 이미 DSO 데이터들이 목적지별로 그룹화되었기 때문에, 상기 CLAD14에 입력되는 각 서브 하이웨이의 동일 타임슬롯에 위치한 DSO 데이터들을 그대로 ATM 셀의 페이로드에 매핑(mapping)시키면 동일 목적지로 향하는 데이터들이 같은 셀에 모아지게 된다. 그러나 상기 도 6에서 설명한 바와 같이, 그룹 내에 여러 개의 출력 타임스위치모듈65로 향하는 데이터들이 혼합되어 있는 경우, 이들을 각각의 목적지로 전달 될 수 있도록 분리하여 각 목적지 마다 새로운 셀들을 더 만들어야 한다. 예를들어, 그룹 내에 목적지가 5가지인 경우, 4개의 셀을 복제시켜 5개의 셀로 만들고 각각의 셀에는 동일한 목적지를 갖는 데이터들만 모이도록 조정해 주어야 한다. 따라서 목적지 타임스위치모듈65의 수를 n이라 하면, 최대 n-1만큼의 셀들을 복제하는 기능이 있어야 한다. 이에따라 64Kbps급의 속도는 n배로 증가되며, 이는 ATM스위치50의 교환 속도에서는 전혀 문제가 되지 않는다.

상기 라우팅제어부210에서 셀헤더 정보 및 라우팅택 정보는 호설정시 상기 제어부100에 의해 수행된 결과에 따라 수신되며, 이 정보는 호가 해제될 때까지 유지된다. 이들 정보는 상기 도 6에서와 같이 각각 셀헤더버퍼211 및 라우팅태그버퍼212에 저장되어 있다가 서브 하이웨이의 해당 타임슬롯에 부가된다. 상기 라우팅 태그 부가로 인해 ATM스위치50의 동작 속도가 그만큼 증가된다.

상기 셀 조립시, 셀 페이로드에 대해 유효데이타 길이를 표시해주어야 한다. 이는 셀 페이로드의 맨 끝 바이트를 사용하여 유효 데이터의 길이를 바이트수로 표시하며, 이 정보는 목적지 측의 CLAD64에서 제거된다. 상기 도 8에서는 유효데이터 길이 표시자는 트레일러 어태쳐(Trailer attatcher)313으로 표시하였다. 상기 도 4 - 도 7에서 α는 타임스위치모듈의 수를 나타내고, β는 타임스위치 모듈 및 ATM 정합모듈 수를 합한 값을 나타내며, 이 값들은 스위치 구성에 따라 다르게 정할 수있다.

상기와 같이 라우팅제어부31에서 출력되는 셀헤더, 라우팅택 및 유효데이타 길이 등일 표시된 내부셀 포맷은 하기 <표 1>과 같다.

호 종류
목적지 모듈 번호
셀 헤더 (5바이트)
셀 페이로드(47바이트)
유효데이터 길이 표시자

상기 <표 1>에서 호 종류(call type)은 음성-음성호, 음성-비음성호 등의 종류를 표시하는데 사용된다.

두 번째로 상기 도 7의 셀다중화부220에 대한 동작을 살펴본다.

상기 셀다중화부220은 상기 라우팅제어부210에서 조립되어 출력되는 셀들을 다중화시키기는 곳이다. 상기 <표 1>과 같은 구조를 갖는 하나의 내부 셀은 병렬 형태의 DSO 채널로부터 그룹화된 데이터들이 실리는 셀 페이로드와 셀 헤더 및 라우팅 태그가 포함되므로, 셀의 스위칭 속도는 (셀 페이로드 + 셀 헤더 + 라우팅 태그) * 8비트의 속도가 된다. 따라서 상기 셀다중화부220은 상기 셀들을 ATM스위치50의 포트속도와 같도록 다중화하여야 한다. 상기 ATM스위치50의 포트 속도는 사용할 ATM 스위치의 구현방법에 따라 다르다.

도 9는 상기 도 4 - 도 8과 같은 구조를 갖는 멀티미디어 스위치장치에서 음성데이터가 교환되는 과정을 도시하고 있다.

상기 도 9를 참조하면, 상기 서브 하이웨이의 DSO 채널의 실린 음성데이터 입력측 타임스위치모듈 → 입력측 CLAD → ATM 스위치 → 출력측 CLAD → 출력측타임스위치모듈을 통해 교환되는 과정을 도시하고 있다. 상기 도 9에 도시된 테이블은 서브 하이웨이의 타임슬롯 변환을 나타내기 위한 발신측의 번호를 표시하는 테이블이다.

상기 도 9에서 입력측 타임스위치모듈15에 입력되는 데이터는 일단 출력측 (목적지) 타임스위치모듈65로 향하도록 정렬되고, 입력측 CLAD14에서 상기 정렬된 데이터 그룹들에 셀 헤더 및 라우팅택을 부가되어 ATM셀로 조립된 후, ATM스위치50을 통해 출력측 CLAD64와 타임스위치모듈65로 전달된다. 그러면 목적지 측의 타임스위치모듈65에서는 다시 TSI를 수행하여 최종 목적지의 PSTN정합부(가입자/트랭크)100에 전송될 수 있도록 한다. 상기 TSI (Time Slot Interchange)를 통한 회선교환 기능은 상기 도 9에 도시된 바와 같이 일반적인 교환 과정과 동일하게 수행되고, 상기 ATM스위치50은 일반적인 ATM 스위치로서 셀 교환을 수행한다. 상기 도 9의 양쪽 하단에 도시된 표는 제어메모리에 저장되는 제어정보를 나타낸다.

상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 실시예에 따른 ATM 스위치장치에서 제공할 수 있는 서비스는 도 9에 도시되어 있다.

상기 도 9에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 스위치장치에서 제공할 수 있는 서비스의 종류는 다음과 같다. 여기서 각 서비스를 제공해주기 위해서는 그 서비스를 수행해줄 수 있는 소프트웨어를 갖추어야 한다. 상기 소프트웨어는 PSTN, ATM 호처리 소프트웨어, 번호번역, 시그널링 등이 된다.

먼저 PSTN ↔ PSTN 호 서비스가 가능하다. 상기 PSTN ↔ PSTN 호 서비스는 ⓐ와 같은 로컬 호 서비스(PSTN to local call)가 있으며, ⓑ~ⓓ와 같은 중계선 호서비스(PSTN to trunk call (incoming, outcoming, transit call)) 등이 있다.

두 번째로 PSTN ↔ ATM 호 서비스가 가능하다. 상기 PSTN ↔ ATM 호 서비스는 ⓔ와 같이 PSTN 측에서 ATM 가입자 측으로 교환되는 호 서비스(PSTN to ATM local call)가 있으며, ⓕ~ⓗ와 같이 PSTN 측에서 ATM 중계선 측으로 교환되는 호 서비스(PSTN to ATM trunk call (incoming, outcoming, transit call))가 있고, ⓘ와 같이 ATM 측에서 PSTN 가입자측으로 교환되는 호 서비스(ATM to PSTN local call)가 있으며, ⓙ~ⓛ과 같이 ATM 측에서 PSTN 중계선 측으로 교환되는 호 서비스(ATM to PSTN trunk call (incoming, outcoming, transit call))가 있다.

세 번째로 ATM ↔ ATM 호 서비스가 가능하다. 상기 ATM ↔ ATM 호 서비스는 ⓜ과 같이 ATM 로컬 호 서비스(ATM to local call)가 있고, ⓝ~ⓟ와 같이 ATM 중계선 호 서비스(ATM to ATM trunk call (incoming, outcoming, transit call))가 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 스위치장치는 첫 번째로 셀조립 지연을 방지할 수 있으며, 두 번째로 셀조립시 지연이 발생되지 않으므로 이로인한 에코(echo)가 없으며 이에 따라 에코제거기도 필요없고, 세 번째로 셀대역폭 사용효율의 저하를 최소화 할 수 있으며, 네 번째로 타임슬롯 교환회로 (또는 칩) 및 TSI 제어방식을 그대로 사용할 수 있어 개발비용이 절감할 수 있고, 다섯 번째로 STM 스위치와 ATM 스위치를 동시에 갖추지 않고 하나의 스위치로도 2가지서비스(STM, ATM)가 가능하며, 여섯 번째로 STM과 ATM간에 분산구조의 연동방식을 사용하므로 연동장치(CLAD)가 간단한 이점이 있다.

Claims

음성통화 서비스가 가능한 에이티엠 스위치장치에 있어서,

공중전화망 정합부에 연결되며, 각 하이웨이들에서 입력되는 디에스채널 데이터들을 동일한 목적지별로 향하는 하이웨이의 타임슬롯들에 정렬하고, 상기 목적지별로 정렬된 상기 디에스채널 스트림 데이터들의 타임슬롯들을 셀조립부로 보내주는 해당하는 하이웨의 타임슬롯들을 기준으로 그룹화하여 타임 스위칭하는 입력측 타임스위치모듈들과,

상기 입력측 타임스위치모듈에서 출력되는 동일한 목적지별로 그룹화된 상기 디에스 채널데이타들을 동일한 목적지에 출력될 수 있도록 모아 에이티엠 셀로 조립하는 셀조립부들과,

에이티엠 가입자들 및 에이티엠 스위치 망에서 입력되는 에이티엠 셀들을 정합하는 입력측 에이티엠 정합부들과,

상기 입력측 셀조립부 및 에이티엠 정합부들과 연결되며, 상기 입력되는 에이티엠 셀을 셀프 라우팅하여 해당하는 목적지별로 스위칭 출력하는 에이티엠스위치와,

상기 에이티엠 스위치에서 스위칭되어 공중전화망에 출력되어야 할 에이티엠 셀들을 입력하며, 상기 목적지별로 그룹화된 에이티엠 셀들을 디에스채널 스트림 데이터로 분해하여 목적지의 하이웨이들의 타임슬롯에 출력되도록 하는 셀분해부들과,

상기 목적지 셀분해부와 공중전화망 정합부 사이에 연결되며, 상기 분해된 디에스채널 스트림 데이터의 목적지에 따라 타임슬롯을 스위칭하여 공중전화망 정합부로 출력하는 출력측 타임스위치모듈들과,

상기 에이티엠 스위치와 에이티엠 가입자 및 에이티엠 스위치 망 사이에 연결되며, 상기 에이티엠스위치에서 스위칭되는 에이티엠 셀을 해당하는 에이티엠 가입자 및 에이티엠 스위치망에 출력하는 출력측 에이티엠 정합부들로 구성된 것을 특징으로 하는 에이티엠 스위치 장치.
제1항에 있어서,

상기 셀조립부가,

각 서브하이웨이들에서 출력되는 타임슬롯 데이터들을 동일한 목적지별로 그룹화하여 에이티엠 셀의 페이로드에 맵핑하고, 상기 셀 페이로드에 셀 헤더와 라우팅 태그를 부착한 후, 셀 복제 및 셀 내부의 유효정보를 표시하는 조립 라우팅제어부와,

상기 라우팅제어부에서 조립된 병렬 형태의 에이티엠 셀을 상기 에이티엠 스위치 포트의 속도로 다중화하여 출력하는 셀 다중화부로 구성되며,

상기 셀분해부가,

상기 에이티엠 스위치에서 스위치 출력되는 다중화된 직렬 형태의 에이티엠 셀을 분리하여 역다중화하는 셀 역다중화부와,

상기 역다중화된 셀에서 셀 헤더 및 라우팅 태그를 제거하고 셀 페이로드 데이터를 목적지 타임스위치모듈의 번호를 갖는 스트림 데이타들로 분해하여 해당하는 목적지의 각 하이웨이들에 출력하는 분해 라우팅제어부로 구성된 것을 특징으로 하는 에이티엠 스위치 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 타임스위치모듈들이,

각 하이웨이들에서 입력되는 디에스 채널들의 목적지 타임스위치모듈 번호에 해당하는 타임슬롯을 기준으로 하여 오름차순으로 정렬되도록 타임슬롯을 스위칭하는 것을 특징으로 하는 에이티엠 스위치장치.
에이티엠 스위치장치의 음성 데이터 스위칭 방법에 있어서,

공중전화망 정합부의 각 하이웨이들에서 입력되는 디에스채널 데이터들을 동일한 목적지 별로 향하는 하이웨이의 타임슬롯들에 정렬하고, 상기 목적지별로 정렬된 상기 디에스채널 스트림 데이터들의 타임슬롯들을 목적지에 해당하는 하이웨이에의 타임슬롯들을 기준으로 그룹화하여 타임 스위칭하는 과정과,

상기 동일한 목적지별로 그룹화된 상기 디에스 채널데이타들을 동일한 목적지에 출력될 수 있도록 모아 에이티엠 셀로 조립하는 과정과,

상기 입력되는 에이티엠 셀을 셀프 라우팅하여 해당하는 목적지별로 스위칭하여 에이티엠 스위치 망에 출력하는 과정과,

상기 에이티엠 스위치 망에서 수신되는 공중전화망에 출력되어야 할 에이티엠 셀들이 수신될 때 상기 목적지별로 그룹화된 에이티엠 셀들을 디에스채널 스트림 데이터로 분해하여 목적지의 하이웨이들에 출력하는 과정과,

상기 분해된 디에스채널 스트림 데이터의 목적지에 따라 타임슬롯을 스위칭하여 상기 공중전화망 정합부로 출력하는 과정으로 이루어지는 에이티엠 스위치장치의 음성 채널 스위칭 방법.
제4항에 있어서, 상기 셀 조립 과정이,

각 서브하이웨이들에서 출력되는 타임슬롯 데이터들을 동일한 목적지별로 그룹화하여 에이티엠 셀의 페이로드에 맵핑하고, 상기 셀 페이로드에 셀 헤더와 라우팅 태그를 부착한 후, 셀 복제 및 셀 내부의 유효정보를 표시하는 에이티엠 셀 조립과정과,

상기 조립된 병렬 형태의 에이티엠 셀을 에이티엠 스위칭 속도로 다중화하여 출력하는 과정으로 이루어지는 에이티엠 스위치장치의 음성 채널 스위칭 방법.
제5항에 있어서, 상기 셀 분해 과정이,

상기 에이티엠 스위치 과정에서 공중전화망으로 전송되어야 할 다중화된 직렬 형태의 에이티엠 셀을 병렬 형태로 역다중화하는 셀 역다중화부와,

상기 역다중화된 셀에서 셀 헤더 및 라우팅 태그를 제거하고 셀 페이로드 데이터를 목적지 타임스위치모듈의 번호를 갖는 스트림 데이타들로 분해하여 해당하는 목적지의 각 하이웨이들에 출력하는 에이티엠 셀 분해과정으로 이루어지는 에이티엠 스위치장치의 음성 채널 스위칭 방법.