KR100328758B1 - 유한상태머시인을 이용한 동기식 광전송 장치의 보호절체 방법 - Google Patents

유한상태머시인을 이용한 동기식 광전송 장치의 보호절체 방법 Download PDF

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    • H04B10/032—Arrangements for fault recovery using working and protection systems

Abstract

본 발명은 유한상태머시인을 이용하여 동기식 광전송 장치에서의 보호절체 방법을 제공하기 위한 것으로, 이러한 본 발명은 장치의 절체 상태를 유한개로 정의하고 상기 정의된 각각의 상태마다 동작하는 고유한 상태 천이 조건을 정의하여 절체상태머시인을 정의하고, 보호절체를 대기하는 제1단계와; 상기 제1단계에서 대기 중 절체 요구 조건이 발생하면, 상기 정의된 절체상태머시인을 수행하여 보호절체를 수행하는 제2단계를 수행함으로써, 광전송장치에서 전송 선로에 장애가 생기거나 운용자의 명령에 의해 절체가 요구되어지면 즉시 운용 선로를 대기 선로로 바꾸는데 이 때 유한상태머시인을 이용하여 보호절체를 수행함으로써 절체수행속도가 짧고 신뢰성도 높은 보호절체에 적용할 수 있게 되는 것이다.

Description

유한상태머시인을 이용한 동기식 광전송 장치의 보호절체 방법 {Method for protection switching of SDH optical transmission equipment by using FSM}
본 발명은 동기식 광전송 장치의 보호절체 방법에 관한 것으로, 특히 광전송장치에서 전송 선로에 장애가 생기거나 운용자의 명령에 의해 전송선로 보호절체가 요구되어지면, 운용중인 선로를 대기중인 선로로 바꾸는 보호절체가 발생되게 되며, 이 때 유한상태머시인(FSM, Finite State Machine)을 이용하여 보호절체를 수행함으로써 절체수행속도가 짧고 절체 신뢰성이 높도록 한 동기식 광전송 장치의 보호절체 방법에 관한 것이다.
동기식 광전송장치는 운용자 설정(Provision)에 의해 운용 가능한 유니트 또는 신호에 대한 보호절체(Protection Switching)를 수행한다. 동기식 광전송 장치는 24시간 서비스를 수행해야 하기 때문에 전송 선로에 장애가 생기거나 운용자의 명령에 의해 절체가 요구되어지면, 운용중인 선로를 대기중인 선로로 즉시 바꾸어야 하는데 상기와 같은 선로절체를 보호절체라 한다.
이러한 전송 선로의 장애와 운용자의 명령에 의한 절체 요구를 보호 절체 요구(Protection Switch Request)라 하며, 이 때는 시스템의 절체 상태와 절체 등급(Switch Priority)에 따라 보호 절체를 수행해야 한다. 이 기능을 위해 모든 광유니트들은 이중화 구조로 되어 있다.
여기서 동기식 광전송 장치의 운용상 중심이 되는 주 선로 또는 현재 운용중인 선로를 운용선로(Working Line)이라 하고, 상기 운용중인 선로의 장애발생에 대비하여 예비용으로 갖춘 선로를 예비선로(Protection Line)라 한다. 이는 운용/대기(Working/Standby)로 구분되는데, 현재 운용(Working) 중인가 또는 대기(Standby) 중인가를 나타내는 것이다. 즉, 일 예로, 장비의 선로유니트 A 가 주선로(Working Line)이고, 선로유니트 B 가 예비 선로(Protection Line)가 되는 경우, 한쪽이 운용(Working) 중이면 다른 쪽은 대기(Standby) 중이 된다.
그리고 장애에 의한 자동 보호 절체(Auto Protection Switching)의 경우는 50ms라는 매우 짧은 시간 내에 정확하게 절체가 이루어져야 하고, 상기의 절체는 해당 서비스에 직접 영향을 미치므로 아주 중요하다. 그러나 종래에 사용되던 구현 방식은 여러 차례에 걸쳐 시스템의 상태와 절체 요구 조건 등을 비교하여 수행하였으므로 그 처리 절차가 매우 복잡하고, 수행 속도가 길며 신뢰성도 떨어졌다. 따라서, 시스템 소프트웨어의 유지, 보수에 많은 어려움이 있었다.
이러한 문제점을 해결하고자 본 발명은 유한상태머시인(FSM)을 이용한 보호 절체 방식을 제안하게 된 것이다.
이하, 종래 기술에 의한 보호절체방식을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.종래 기술을 설명하기 위하여 첨부된 것으로, 도1은 종래의 동기식 광전송 장치 보호절체 방법 흐름도이다.
상기 첨부된 도1을 참조하면, 종래기술에 의한 보호절체 방식은, 절체 요구 조건이 발생하면 주선로가 액티브인지 판별하는 단계(ST1)와; 상기 주선로가 액티브이면, 예비 선로가 액티브인가를 판별하는 단계(ST2)와; 상기 예비 선로가 액티브이면, 상기 주선로가 운용중인가를 판별하는 단계(ST3)와; 상기 주선로가 운용중이면, 절체 요구 등급이 현재 절체 등급 보다 높은가를 판별하는 단계(ST4)와; 상기 절체 요구 등급이 현재 절체 등급 보다 높으면, 절체 동작을 수행하는 단계(ST5)와; 상기 주선로가 액티브가 아니거나, 상기 예비 선로가 액티브가 아니거나, 상기 주선로가 운용중이 아니거나, 상기 절체 요구 등급이 현재 절체 등급 보다 높지 않으면, 절체 실패로 처리하는 단계(ST6)로 구성된다.
상기와 같이 구성된 종래 방식의 절체동작을 첨부된 도1을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저 종래 기술은 크게 보호 절체 동작을 위한 시스템 상태 정보 수집 부분과 수집된 정보를 절체 요구 조건과 비교하는 부분, 실제 보호 절체 동작을 행하는 부분으로 크게 나눌 수 있다.
그래서 수집되는 시스템의 상태 정보로는 주선로가 액티브(ACT)인가 액티브가 아닌가(DEACT), 예비 선로가 ACT인가 DEACT인가, 주선로가 운용(Working) 중인가 또는 대기(Standby) 중인가, 예비 선로가 운용 중인가 대기 중인가, 절체 요구 등급이 현재 절체 등급 보다 높은 가 등을 들 수 있다.
그리고 절체 요구 조건의 종류에는 절체 DEACT, 예비보드 FAIL(PROTFAIL), LOCKOUT, 강제 절체(FORCED Switch), 자동 절체(AUTO Switch), 수동 절체(MANUAL Switch), 정상 상태(NORMAL)가 있다.
상기와 같이 종래에 사용하던 보호 절체는 시스템에서 지원하는 여러 조건들의 단순한 순차적 비교와 태스크 폴링 방식으로 수행되었다. 여기서 말하는 태스크 폴링 방식은 여러 태스크들을 주기적으로, 즉, 어떤 시간 간격으로 수행하는 방식을 말한다.
시스템은 보호 절체와 관련된 정보들을 주기적으로 읽어들여, 이미 시스템이 가지고 있던 이전 값들과 차례대로 비교하게 된다. 이에 따라 요청받은 절체 요구와 일치하면 보호 절체를 수행하고, 절체의 원인이 사라지면 시스템의 절체 상태를 정상 상태로 복귀하게 된다.
상기와 같이 보호 절체는 시스템의 서비스에 직접적인 영향을 주게 되므로, 해당 시스템의 다른 기능들에 비하여 비교적 매우 중요한 편이고, 높은 안정성과 빠른 수행 속도를 필요로 한다.
그러나, 상기와 같은 종래의 보호절체 방법은, 순차적으로 한번에 하나씩 최소 3번 이상의 비교 연산을 수행하게 되는데, 이와같은 비교 연산을 여러 번 반복수행함으로써 절체의 수행 속도를 떨어뜨리는 동시에, 시스템 안정성 저하의 원인이 되는 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 광전송장치에서 전송 선로에 장애가 생기거나 운용자의 명령에 의해 절체가 요구되어지면 즉시 운용 선로를 대기 선로로 바꾸는데 이 때 유한상태머시인을 이용하여 보호절체를 수행함으로써 절체수행속도가 짧고 신뢰성도 높은 보호절체를 수행할 수 있도록 한 유한상태머시인을 이용한 동기식 광전송 장치의 보호절체 방법을 제공하는 데 있다.
도1은 종래 동기식 광전송 장치의 보호절체 방법을 보인 흐름도이고,
도2는 본 발명에 의한 유한상태머시인을 이용한 동기식 광전송 장치의 보호절체 방법을 보인 흐름도이며,
도3은 도2에서 절체상태머시인의 수행을 보인 상태천이도이고,
도4는 도3에 의한 절체 등급에 따른 각 상태의 동작을 보인 표이며,
도5는 본 발명이 적용되는 보호절체 방법의 전체 흐름도이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출한 것으로, 본 발명의 유한상태머시인을 이용한 동기식 광전송 장치 보호절체 방법은,동기식 광전송 장치의 보호절체 방법에 있어서; 장치의 절체 상태를 한정된 숫자의 상태로 정의하고, 상기 정의된 각각의 상태마다 동작하는 고유한 상태 천이 조건에 의하여 절체상태머시인을 정의하며 보호절체를 대기하는 제1단계와; 상기 제1단계에 의하여 대기 중 절체 요구 조건이 발생하면, 상기 정의된 절체상태머시인을 수행하여 보호절체를 수행하는 제2단계로 이루어져 구성되는 것을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 의한 것으로, 유한상태머시인(FSM)을 이용한 동기식 광전송 장치 보호절체 방법을 기술적 사상에 따른 일실시예로서, 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
본 발명을 설명하기 위하여 첨부된 것으로, 도2는 본 발명의 유한상태머시인을 이용한 동기식 광전송 장치의 보호절체 방법을 보인 흐름도이다.
상기 첨부된 도2를 참조하면, 장치(시스템: SYSTEM)의 절체 상태를 한전된 숫자의 상태로 정의하고, 상기 정의된 각각의 상태마다 동작하는 고유한 상태 천이 조건에 의하여 절체상태머시인을 정의하며 보호절체를 대기하는 제1단계(ST11)와; 상기 제1단계(ST11)에서 대기 중 절체 요구 조건이 발생하면, 상기 정의된 절체상태머시인을 수행하여 보호절체를 수행하는 제2단계(ST12)(ST13)로 구성된다.
상기 절체상태머시인은, 주선로 또는 예비선로가 동작하지 않는 디액트(DEACT) 상태가 되었을 때의 천이 상태인 절체 DEACT 상태와, 예비선로로부터 신호를 검출하지 못하는 장애 상태인 에스에프(SF) 조건을 만났을 때의 천이상태인 프로트페일(PROTFAIL) 상태와, 운용자의 명령에 의해 보호절체를 하지 못하는 상태인 로카우트(LOCKOUT) 상태와, 운용자의 명령에 의해 강제로 보호절체가 수행된 상태인 훠스드(FORCED) 상태와, 주선로로부터 수신되는 신호 감도가 소정 레벨 이하로 저하된 상태인 에스디(SD) 또는 상기 주선로로부터 신호를 검출하지 못하는 상태인 에스에프(SF) 혹은 예비선로로부터 에스디(SD) 알람이 검출된 상태인 오토(AUTO) 상태와, 운용자의 명령에 의해서 수동으로 보호절체를 수행하는 상태인 매뉴얼(MANUAL) 상태와, 어떤 장애나 절체 요구도 없는 정상상태인 노멀(NORMAL) 상태로 시스템의 절체 상태를 정의하고; 상기 매뉴얼(MANUAL) 상태로 천이되는 REQ1은 매뉴얼(MANUAL) 명령이고, 상기 오토(AUTO) 상태로 천이되는 REQ2는 주선로의 에스에프(SF) 및 에스디(SD) 또는 예비선로의 에스디(SD)이며, 상기 훠스드(FORCED) 상태로 천이되는 REQ3은 훠스드(FORCED) 명령이고, 상기 로카우트(LOCKOUT) 상태로 천이되는 REQ4는 로카우트(LOCKOUT) 명령이며, 상기 프로트페일(PROTFAIL) 상태로 천이되는 REQ5는 예비선로 에스에프(SF)이고, 상기 디액트(DEACT) 상태로 천이되는 REQ6은 주선로 또는 예비선로 디액트(DEACT)로 설정하고; 상기 매뉴얼(MANUAL) 상태에서 천이되는 REQ a는 리섹(RESET) 명령이고, 상기 오토(AUTO) 상태에서 천이되는 REQ b는 대기선로 노멀(NORMAL)이고, 상기 훠스드(FORCED) 상태에서 천이되는 REQ c는 리셋(RESET) 명령이고, 상기 로카우트(LOCKOUT) 상태에서 천이되는 REQ d는 리셋(RESET) 명령이며, 상기 프로트페일(PROTFAIL) 상태에서 천이되는 REQ e는 예비선로 노멀(NORMAL)이고, 상기 디액트(DEACT) 상태에서 천이되는 REQ f는 주선로 및 예비선로 액트(ACT)로 설정된다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 것으로, 유한상태머시인(FSM)을 이용한 동기식 광전송 장치의 보호절체 방법을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저 유한상태머시인(FSM)은 어떤 상태에서 이벤트(EVENT)가 발생하면 어떤 동작(Action)이나 상태를 결정하는 방법을 말한다. 본 발명에서는 시스템의 절체(SWITCHING) 상태를 크게 7가지로 구분하여 사용하고, 이벤트(EVENT)로는 절체 요구/해제 조건을 두며, 동작 또는 액션(ACTION)에서는 실제로 절체를 넘기고 운용자에게 그 결과를 보고하는 자동보고 처리를 수행하도록 한다.
여기서 보호절체는 시스템 장애와 운용상이 필요에 따라 절체 등급, 즉 우선 순위가 결정된다. 또 각 상태는 해당 상태 천이 조건에서만 동작하기 때문에 한번의 비교로 보호 절체 기능이 수행되게 된다.
본 발명이 적용되는 동기식 광전송 장치의 경우 1:N 보호 절체 구조에 적합한 1+1 보호 절체 구조를 따르므로 실제로 보호 절체에 관한 모든 정보는 예비 선로를 통해서만 전달된다. (ITU-T Recommendation G.783 Annex A 참조)
도3은 도2에서 절체상태머시인의 수행을 보인 상태천이도이다.
시스템의 절체 상태에서, 절체 디액트(DEACT) 상태는 주선로 또는 예비선로가 동작하지 않는 디액트(DEACT)가 되었을 때의 천이된 상태이고, 프로트페일 (PROTFAIL) 상태는 예비선로가 선로신호를 검출하지 못하는 장애(TROUBLE)인 에스에프(SF) 조건으로 천이된 상태이며, 로카우트(LOCKOUT) 상태는 운용자의 명령에 의해 보호절체가 이루어지지 않도록 고정되는 즉, 로카우트(LOCKOUT) 된 상태이고, 훠스드(FORCED) 상태는 운용자의 명령에 의해 강제로 보호절체가 수행되는 상태를 말한다. 또한 오토(AUTO) 상태는 주선로로부터 수신하는 신호의 감도가 저하된 상태인 에스디(SD: SIGNAL DEGRADE) 또는 신호를 수신하지 못하는 에스에프(SF: SIGNAL FAIL) 혹은 예비선로로부터 수신하는 신호의 감도가 저하된 상태인 에스디(SD: SIGNAL DEGRADE) 알람(ALARM)이 검출된 상태이고, 매뉴얼(MANUAL) 상태는 운용자의 명령에 의해서 수동으로 보호절체를 실행하는 상태이며, 노멀(NORMAL) 상태는 어떤 장애(TROUBLE)나 절체(SWITCHING) 요구도 없는 정상상태를 의미한다.
또한 상태 천이 조건에서 절체 요구/해제 조건은 다음과 같다.
먼저, REQ1은 매뉴얼(MANUAL) 명령이고, REQ2는 주선로의 에스에프(SF) 또는 에스디(SD), 예비선로의 에스디(SD)이며, REQ3은 훠스드(FORCED) 명령이고, REQ4는 로카우트(LOCKOUT) 명령이며, REQ5는 예비선로 에스에프(SF)이고, REQ6은 주선로 또는 예비선로 디액트(DEACT)이다. 또한 REQ a는 리셋(RESET) 명령이고, REQ b는 대기선로 노멀(NORMAL)이며, REQ c는 리셋(RESET) 명령이고, REQ d는 리셋(RESET) 명령이며, REQ e는 예비선로 노멀(NORMAL)이고, REQ f는 주선로 및 예비선로 액트(ACT)이다.
그러므로, 주선로 또는 예비선로 디액트(DEACT)는 선로 중에서 하나라도 디액트(DEACT)로 설정될 경우이고, 주선로 및 예비선로 액트(ACT)는 주선로와 예비선로 모두 액트(ACT)가 될 경우이며, 주선로 SF/SD는 주선로에 SF/SD 경보가 검출될 경우이고, 예비선로 SF/SD는 예비 선로에 SF/SD 경보가 검출될 경우이며, 예비선로 노멀(NORMAL)은 예비선로에 경보가 사라지고 정상신호가 검출되는 경우이고, 대기선로 NORMAL은 대기선로에서 경보가 검출되지 않은 경우이며, 로카우트(LOCKOUT) / 훠스드(FORCED) / 매뉴얼(MANUAL) / 리셋(RESET) 명령은 각각 로카우트(LOCKOUT) / 훠스드(FORCED) / 매뉴얼(MANUAL) / 리셋(RESET) 명령을 받았을 경우이다.
도4는 도3에 의한 절체 등급에 따른 각 상태의 동작을 보인 표이다.
동기식 광전송 장치의 절체 상태를 한정된 숫자인 유한개로 정의하고, 그 각각에 해당하는 상태 천이 조건을 정의하여 유한 상태에서 유한 조건에만 동작하도록 한다. 그러므로 한 번의 비교만으로 보호 절체 기능이 수행되게 된다. 또한 모든 절체 상태는 항상 자기보다 높은 절체 등급의 상태 천이 조건을 만나면 보호 절체 상태를 변화하게 된다.
도4의 절체 등급은 다음과 같다.(ITU-T Recommendation G.783 Annex A 참조)
'DEACT > PROTFAIL > LOCKOUT > FORCED > AUTO(SF>SD) > MANUAL > NORMAL'
상기와 같이 규정된 절체 등급에 따라 본 발명에서는 각 상태에서 각각의 요구명령이 있을 때 각 상태의 동작을 규정했다. 도3의 상태천이 결과를 보인 것이 도4의 표에서의 동작결과로서, 각각 고유한 절체 요구 조건과 절체 해제 조건에 의해 하나의 절체 상태를 이루게 되고, 모든 절체 요구는 하위 상태에서 상위 상태로 상태 변환을 일으키며, 모든 절체 해제는 항상 정상 상태로 변환을 일으키게 된다. 그러므로, 동시에 여러 조건이 발생하여도, 현재 절체 상태의 상태 천이 조건에 의해서만 절체되므로 신뢰성이 높고 견고하여 기술을 완성도가 높게 된다.
도5는 본 발명이 적용되는 보호절체 방법의 전체 흐름을 보인 것이다.
이처럼 본 발명은 유한상태머시인을 이용하여 보호절체를 수행함으로써 절체수행속도가 짧고 신뢰성도 높은 보호절체를 수행하게 되는 것이다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 즉, 동기식 광전송 장치의 시스템 소프트웨어의 보호 절체 모듈 뿐만 아니라 타 장치의 동일 기능이나 유사 기능의 구현에 유용하게 사용될 수 있다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 동기식 광전송 장치의 광선로 보호절체 기능은 실제 서비스에 직접적으로 영향을 미치는 아주 중요한 부분중에 하나로써 자동절체의 경우 50ms라는 아주 짧은 시간 내에 보호절체되어야 하며, 상기와 같은 보호절체는 서비스에 직접적인 영향을 미치는 만큼 신뢰성이 높아야 한다.
따라서 본 발명에 의한 유한상태머시인을 이용한 동기식 광전송 장치의 광선로 보호절체 방법은 시스템의 절체 상태를 유한개로 정의하고 그 각각의 상태마다 동작하는 고유한 상태 천이 조건을 정의하여, 한 번의 조건 비교로써 보호절체 기능이 수행하므로, 종래 기술이 최소 3번 이상 조건을 비교해야 했던 것에 비해 획기적으로 수행시간을 단축시키게 되고, 또한 이렇게 보호 절체를 단순화시킴으로서 시스템의 부담도 감소시켰으며, 정의된 범위 내에서만 상태 변화를 수행하게 되기 때문에 오동작할 가능성도 없어져 시스템은 매우 안정적이고 견고하게 동작하는 동시에 신뢰성이 향상되는 효과가 있게 된다. 또한, 본 발명에 의한 방법은 명료한 구조를 가지고 기술의 완성도가 높기 때문에 이와 연관된 기능의 추가, 유지 및 보수 등에 매우 용이한 효과가 있게 된다.

Claims (2)

  1. (정정)동기식 광전송 장치의 보호절체 방법에 있어서,
    장치의 절체 상태를 한정된 숫자의 상태로 정의하고, 상기 정의된 각각의 상태마다 동작하는 고유한 상태 천이 조건에 의하여 절체상태머시인을 정의하며 보호절체를 대기하는 제1단계와;
    상기 제1단계에 의하여 대기 중 절체 요구 조건이 발생하면, 상기 정의된 절체상태머시인을 수행하여 보호절체를 수행하는 제2단계로 이루어져 구성되는 것을 특징으로 하는 유한상태머시인을 이용한 동기식 광전송 장치의 보호절체 방법.
  2. (정정)제 1항에 있어서, 상기 절체상태머시인은,
    주선로 또는 예비선로가 동작하지 않는 상태로 천이된 절체 디액트 상태와, 예비선로로부터 신호를 검출하지 못하는 장애 상태인 에스에프 조건을 만났을 때 천이된 상태인 프로트페일 상태와, 운용자의 명령에 의해 보호절체를 하지 못하는 로카우트 상태와, 운용자의 명령에 의해 강제로 보호절체가 수행된 상태인 훠스드 상태와, 주선로로부터 수신되는 신호 감도가 소정 레벨이하로 저하된 상태인 에스디 또는 상기 주선로로부터 신호를 검출하지 못하는 상태인 에스에프 혹은 예비선로로부터 에스디 알람이 검출된 상태인 오토상태와, 운용자의 명령에 의해서 수동으로 보호 절체를 수행하는 상태인 매뉴얼 상태와, 어떤 장애나 절체 요구도 없는 정상상태인 노멀 상태로 시스템의 절체 상태를 정의하고;
    상기 매뉴얼 상태로 천이되는 REQ1은 매뉴얼 명령이고, 상기 오토 상태로 천이되는 REQ2는 주선로의 에스에프 및 에스디 또는 예비선로의 에스디이며, 상기 훠스드 상태로 천이되는 REQ3은 훠스드 명령이고, 상기 로카우트 상태로 천이되는 REQ4는 로카우트 명령이며, 상기 프로트페일 상태로 천이되는 REQ5는 예비선로 에스에프이고, 상기 디액트 상태로 천이되는 REQ6은 주선로 또는 예비선로 디액트로 설정하고;
    상기 매뉴얼 상태에서 천이되는 REQ a는 리셋 명령이고, 상기 오토 상태에서 천이되는 REQ b는 대기선로 노멀이고, 상기 훠스드 상태에서 천이되는 REQ c는 리셋 명령이고, 상기 로카우트 상태에서 천이되는 REQ d는 리셋 명령이며, 상기 프로트페일 상태에서 천이되는 REQ e는 예비선로 노멀이고, 상기 디액트 상태에서 천이되는 REQ f는 주선로 및 예비선로 액트로 설정한 것을 특징으로 하는 유한상태머시인을 이용한 동기식 광전송 장치의 보호절체 방법.
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