KR100348904B1 - 동기식전달모드 전송시스템의 계측기용 정합장치 - Google Patents

동기식전달모드 전송시스템의 계측기용 정합장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 155.520Mbps급 STM-1 디지털 전송시스템용 상용 계측기에 적용하여 사용할 수 있는 의사랜덤 수열 발생기 및 패턴 송/수신 기능을 위한 정합장치에 관한 것이다. 디지털 전송시스템에서 전송로 상태나 전송장비의 상태를 검사하기 위한 전송장비용 계측기에는 의사랜덤 발생 기능이 기본적으로 실장되는데 본 발명에서는 일반적인 의사랜덤 발생기에 저속의 범용 프로세서와 STM-1 선로 정합칩으로 구성되는 정합장치를 제안함으로써, 의사랜덤 수열 발생을 제어하고, 전송로로부터 입력되는 STM-1 신호의 유료부하(Payload) 데이터나 오버헤드(Overhead) 데이터를 선택적으로 삽입/추출할 수 있으며, 임의로 원하는 데이터를 삽입하여 송/수신할 수 있다. 일반적으로 LFSR(Linear Feedback Shift Register)로 구성되는 의사랜덤 발생기에 본 발명을 이용하면 STM-1급 전송로에 적용할 수 있는 STM-1용 전송 계측장비의 의사랜덤 발생 제어기능과 STM-1 신호 발생 및 송수신 기능 등 주요 기능을 경제적으로 실현할 수 있다.

Description

동기식전달모드 전송시스템의 계측기용 정합장치 {Interface Apparatus for STM Transmission Test Set}
본 발명은 155.520 Mbps 급 STM-1 디지털 전송시스템용 상용 계측기에 관한 것으로서, 보다 상세하게 설명하면 의사랜덤 수열 발생기능과 패턴 삽입/추출 기능을 실행하기 위한 STM-1(Synchronous Transfer Mode) 전송시스템의 계측기용 정합장치에 관한 것이다.
155.520 Mbps 급 STM-1 신호를 전송하는 전송장비의 기능 및 동작상태와 전송로 상태 등이 정상상태인 지를 확인하기 위해서는 일반적으로 STM-1 전송시스템용 계측기를 사용하여야 한다. 하지만 STM-1 신호와 같은 고속의 전송장비용 계측기는 극히 소수의 업체만이 생산하고 있으며 또한 매우 고가의 장비만 시판되고 있다. 일반적으로 전송 장비용 계측기에서 사용되는 주요 기능 중에는 의사랜덤 수열 발생기능, 전송 데이터(패턴) 추출 및 삽입 기능, 모니터링 기능 등이 있다. STM-1 신호의 경우 매우 고속인 관계로 소프트웨어적으로 계측기의 주요 기능을 구현하는 데에는 한계가 있으므로 반드시 하드웨어적인 구현이 필수적이라고 할 수 있다. 또한, 고속으로 인한 하드웨어적인 구현에서 설계 회로의 ASIC칩화가 필요하다.
이러한 점에서 본 발명에서는 하드웨어적인 접근방법으로 상용 STM-1 칩, 범용 프로세서, 일반적인 의사랜덤 수열 발생기 등을 이용하여 STM-1용 의사랜덤 수열 발생기능, STM-1 신호의 유료부하 데이터 추출 및 삽입 기능, STM-1 신호의 오버헤드 데이터 추출 및 삽입 기능 등을 구현할 수 있는 STM-1 전송시스템의 계측기용 정합회로를 제시하였다. 본 발명에 의한 회로는 간단하게 FPGA와 같은 소자로 소형화가 가능하며 범용 프로세서의 사용으로 프로그램적으로도 제어 및 운영이 원할한 장점이 있다고 할 수 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 일반적으로 사용되는 의사랜덤 발생기와 범용 프로세서와 STM-1용 상용 선로 정합칩만으로 STM-1 신호용 의사랜덤 발생 기능과 STM-1 신호 패턴 삽입/추출기능을 수행할 수 있는 STM-1 전송시스템의 계측기용 정합장치를 제공하기 위한 것이다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 STM-1급 전송시스템의 계측기용 정합장치를 도시한 구성 블록도,
도 2는 도 1에 도시된 정합회로의 내부 구성도,
도 3은 도 2에 도시된 STM-1 신호 추출/삽입모듈의 내부 구성도,
도 4는 도 2에 도시된 프로세서 정합모듈의 내부 구성도,
도 5는 도 2에 도시된 다중모듈의 내부 구성도,
도 6은 도 2에 도시된 제어신호 발생부의 내부 구성도,
도 7은 도 1에 도시된 STM-1 선로정합칩의 신호 타이밍도,
도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 STM-4급 전송시스템의 계측기용 정합장치의 구성 블록도이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 STM-1 전송시스템의 계측기용 정합장치는, STM-1 신호를 유료부하와 오버헤드 데이터로 분리하여 출력하며, 데이터 클럭, 각종 오버헤드 클럭 및 STM-1 프레임 클럭과 같은 각종 프레임 정렬신호를 생성하는 STM-1 선로 정합칩과, 클럭원으로부터 인가된 클럭에 따라 의사랜덤 수열을 발생하는 의사랜덤 수열 발생기, 상기 STM-1 선로 정합칩으로부터 제공되는 프레임 정렬신호를 사용하여 상기 STM-1 신호에서 상기 유료부하와 오버헤드 데이터를 삽입/추출하는 정합회로, 및 상기 STM-1 선로 정합칩과 의사램덤 수열 발생기와 정합회로를 제어하여 사용자의 입력 상태에 따라 상기 정합회로의 기능을 변경하고, 상기 의사랜덤 수열 발생기의 패턴을 변경하며, 데이터 삽입/추출을 위한 제어기능을 수행하는 범용 프로세서를 포함하는 것을 특징으로 한다.
양호하게는, 상기 정합회로는, 상기 STM-1 선로 정합칩으로부터 입력되는 STM-1 신호로부터 오버헤드 데이터를 추출하고, 출력 STM-1 신호에 오버헤드 데이터로 삽입하여 상기 STM-1 선로 정합칩으로 출력하는 STM-1 신호 삽입/추출 모듈과, 상기 범용 프로세서의 제어를 받아 의사랜덤 수열값을 발생하는 의사랜덤 수열 발생기, 상기 STM-1 선로 정합칩으로부터 인가되는 각종 프레임 정렬신호로부터 유료부하 및 오버헤드 삽입/추출을 수행하기 위한 타이밍신호를 생성하며, 출력 STM-1 신호를 생성하기 위한 출력 프레임 정렬신호를 출력하는 제어신호 발생부, 상기 선로 정합칩으로부터 입력되는 STM-1 신호의 유료부하 데이터 및 오버헤드 데이터와, 상기 범용 프로세서에서 삽입한 유료부하 데이터 및 오버헤드 데이터, 상기 의사랜덤 수열 발생기에서 생성된 의사랜덤 수열 출력과 상기 범용 프로세서에서 삽입하는 고정 패턴을 선택하여 출력하는 다중 모듈, 및 상기 STM-1 신호 삽입/추출 모듈, 다중 모듈, 제어신호 발생부, 의사랜덤 수열 발생기를 상기 범용 프로세서와 정합시키는 프로세서 정합모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
보다 양호하게는, 상기 제어신호 발생부는, 상기 STM-1 신호의 오버헤드 데이터가 입력될 때 발생되는 OVERHEAD_CLK 신호와, STM-1 신호의 유료부하 데이터를 래치하기 위한 PAYLOAD_CLK 신호, 상기 유료부하 데이터를 읽을 때 발생하는 PAYLOAD_READ 신호, 상기 오버헤드 데이터를 읽을 때 발생하는 OVERHEAD_READ 신호, STM-1 신호에 오버헤드 데이터를 삽입할 때 발생되는 OVERHEAD_WRITE 신호를 발생하고, 상기 STM-1 신호 삽입/추출 모듈은, 상기 제어신호 발생부로부터 제공되는 PAYLOAD_CLK 신호와 PAYLOAD_READ 신호에 따라 상기 STM-1 신호의 유료부하데이터를 추출하여 저장하는 제 1 래치 및 제 1 버퍼와, 상기 제어신호 발생부로부터 제공되는 OVERHEAD_CLK 신호와 OVERHEAD_READ 신호에 따라 상기 STM-1 신호의 오버헤드 데이터를 추출하여 저장하는 제 2 래치 및 제 2 버퍼와, 상기 제어신호 발생부로부터 제공되는 OVERHEAD_WRITE 신호에 따라 상기 범용 프로세서로부터 오버헤드 데이터를 가져다가 STM-1 신호에 삽입하는 제 3 래치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
보다 양호하게는, 상기 제어신호 발생부는, 상기 고정 패턴의 수열을 삽입하기 위해 사용하는 PATTERN_CLK 신호, 상기 의사랜덤 수열 발생기를 초기화하는 GEN_SET_CLK 신호, 상기 의사랜덤 수열 발생기에서 출력되는 수열값을 읽기 위한 GENERATOR_OUT_CLK 신호 및 PRBS_READ 신호, 상기 STM-1 신호로부터 유료부하 데이터를 읽기 위한 PAYLOAD_OUT_CLK 신호 및 PAYLOAD_OUT_READ 신호, 상기 STM-1 신호로부터 오버헤드 데이터를 읽기 위한 OVERHEAD_OUT_CLK 신호 및 OVERHEAD_OUT_READ 신호를 발생하고, 상기 프로세서 정합모듈은, 상기 제어신호 발생부로부터 발생된 PATTERN_CLK 신호에 따라 상기 범용 프로세서로부터 고정 수열 패턴을 추출하는 제 1 래치와, 상기 제어신호 발생부로부터 발생된 GEN_SET_CLK 신호에 따라 상기 범용 프로세서로부터 의사랜덤 수열 초기값을 추출하는 제 2 래치와, 상기 제어신호 발생부로부터 발생된 GENERATOR_OUT_CLK 신호와 PRBS_READ 신호에 따라 의사랜덤 수열을 추출하여 상기 범용 프로세서로 제공하는 제 3 래치 및 제 1 버퍼와, 상기 제어신호 발생부로부터 발생된 PAYLOAD_OUT_CLK 신호와 PAYLOAD_OUT_READ 신호에 따라 상기 STM-1 신호로부터 유료부하 데이터를 추출하여 상기 범용 프로세서로 제공하는 제 4 래치 및 제 2 버퍼와, 상기 제어신호 발생부로부터 발생된 OVERHEAD_OUT_CLK 신호와 OVERHEAD_OUT_READ 신호에 따라 상기 STM-1 신호로부터 오버헤드 데이터를 추출하여 상기 범용 프로세서로 제공하는 제 5 래치 및 제 3 버퍼를 포함하는 것을 특징으로 한다.
보다 양호하게는, 상기 제어신호 발생부는, 오버헤드 데이터가 입력되는 동안에 활성화되는 OVERHEAD_CLK 신호와, 의사랜덤 수열 패턴과 고정 수열 패턴을 선택하기 위한 PATTERN_SEL 신호, 멀티플렉서의 출력신호를 결정하기 위한 MUX_OUT_CLK 신호, 및 버퍼의 출력상태를 제어하기 위한 OUT_CLK 신호를 출력하고, 상기 다중 모듈은, 상기 제어신호 발생부로부터 발생된 OVERHEAD_CLK 신호에 따라 상기 선로 정합칩으로부터 입력된 STM-1 신호의 오버헤드 데이터 또는 유료부하 데이터를 선택적으로 출력하는 제 1 MUX와, 상기 제어신호 발생부로부터 발생된 PATTERN_SEL 신호에 따라 상기 의사랜덤 수열 패턴과 고정 수열 패턴을 선택적으로 출력하는 제 2 MUX와, 상기 제어신호 발생부로부터 발생된 MUX_OUT_CLK 신호에 따라 제 1 MUX의 출력신호와 제 2 MUX의 출력신호를 선택적으로 출력하는 제 3 MUX, 및 상기 제어신호 발생부로부터 발생된 OUT_CLK 신호에 따라 상기 제 3 MUX의 출력신호를 출력 여부를 제어하는 버퍼를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 한 실시예에 따른 "STM-1 전송시스템의 계측기용 정합장치"를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 정합장치는 일반적으로 많이 사용되는 의사랜덤 수열 발생기에 범용 프로세서와 STM-1 선로 정합칩을 사용하여 STM-1용 의사랜덤 수열 발생기능 및 STM-1 신호 패턴 삽입/추출 기능을 수행한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 STM-1 전송시스템의 계측기용 정합장치의 블록 구성도이다.
STM-1 선로정합칩(11)은 일반적인 STM-1 상용 선로 정합칩으로서, 155.520 Mbps의 디지털 데이터를 유료부하와 오버헤드 데이터로 분리하여 출력하며, 동시에 각종 프레임 정렬신호를 생성하는 역할을 수행한다. 프레임 정렬신호는 155.520 Mbps의 각 바이트 데이터의 동기 신호인 수신 데이터 클럭, 재생기 구간 오버헤드(RSOH : Regenerator Sector OverHead)및 다중화기 구간 오버헤드(MSOH: Multiplexor Sector OverHead) 클럭, 경로 오버헤드 클럭, STM-1 프레임 클럭 등으로 구성이 된다. 경로 오버헤드 클럭은 다시 각 경로 오버헤드 바이트마다 별도의 클럭으로 발생된다.
유료부하 및 각종 오버헤드 데이터는 8비트 형태로 발생되며 각 데이터는 해당 프레임 정렬 클럭 신호에 동기되어 출력된다. 범용 프로세서(12)는 선로 정합칩(11), 정합회로(14), 의사랜덤 수열 발생기(13) 등을 제어하며 사용자가 입력하는 상태에 따라서 본 발명에서 제안한 정합회로의 기능을 변경하는 역할을 수행한다. 의사랜덤 수열 발생기(13)의 발생 패턴 대신에 임의로 선택한 패턴을 전송할 수 있도록 패턴 변경기능을 제공하기도 하며, STM-1 신호의 유료부하 데이터나 오버헤드 데이터를 임의로 삽입하거나 추출하기 위한 제어기능도 제공한다.
의사랜덤 수열 발생기(13)는 일반적으로 LFSR(Linear Feedback Shift Register)을 사용한 모델이 많이 사용되고 있는데 본 발명에서는 이와 같은 일반적인 의사랜덤 수열 발생기(13)를 가정하여 정합회로(14)를 제안한다. 일반적으로 의사랜덤 수열 발생기(13)는 클럭원으로부터 인가된 클럭에 따라 의사랜덤 수열을 발생하며 플립플롭으로 구성된 LFSR들과 각 LFSR의 초기값 주입을 위한 주입회로 등으로 구성된다. 의사랜덤 수열 발생기(13)는 전송시스템용 계측기의 일부 기능으로서 일반적으로 전송로의 품질 상태 측정을 위하여 사용되는데 본 발명에서는 STM-1용 디지털 선로의 시험을 위해서 사용되는 의사랜덤 수열 발생기(13)에 범용 프로세서(12)를 연결하여 정합회로(14)를 통하여 의사랜덤 수열 대신에 사용자가 원하는 임의의 패턴을 전송하거나 전송로로부터 입력되는 STM-1 신호를 추출할 수가 있도록 한다.
정합회로(14)는 선로 정합칩에서 제공되는 데이터 클럭, 구간 오버헤드 클럭, 경로 오버헤드 클럭 등을 사용하여 해당 유료부하 데이터나 오버헤드 데이터를 추출, 삽입한다. 선로 정합칩(11)으로부터 입력되는 각종 프레임 정렬신호는 데이터 출력과 동기되어 출력될 수 있도록 정합회로(14)내의 클럭 소비를 고려하여 타이밍을 재조정하여 출력한다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 도 1에 도시된 정합회로의 내부 구성도이다.
STM-1 신호 삽입/추출 모듈(21)은 STM-1 신호 입력으로부터 유료부하 데이터와 오버헤드 데이터를 추출한다. 동시에 STM-1 신호 출력으로 프로세서(12)가 정의한 임의의 출력 패턴을 오버헤드 데이터로 삽입한다. 추출하는 유료부하 데이터는 8비트 형태로 구성되며 수신 데이터 클럭을 이용하여 추출한다. 또한, 오버헤드 데이터는 구간 오버헤드 데이터와 경로 오버헤드 데이터로 나뉘어지는데 각 오버헤드 데이터를 구성하는 8비트 데이터 단위로 동기되어 출력되는 클럭신호를 이용하여 STM-1 신호 삽입/추출 모듈(21)은 해당 오버헤드 데이터를 출력한다.
프로세서 정합 모듈(22)은 STM-1 신호 삽입/추출 모듈(21), 다중(MUX) 모듈(23), 제어신호 발생부(24), 및 의사랜덤 수열 발생기(25)와, 범용 프로세서(12)와의 정합을 위한 회로이다. 범용 프로세서(12)는 프로세서 정합 모듈(22)을 통하여 의사랜덤 수열 발생기(25)의 초기값을 설정하며, 발생되는 의사랜덤 수열값을 버퍼를 통하여 읽을 수 있다. 제어신호 발생부(24)는 STM-1 신호 입력으로부터 인가되는 각종 프레임 정렬신호로부터 유료부하 및 오버헤드 삽입/추출을 수행하기 위한 타이밍 신호를 생성하며, 동시에 STM-1 선로 정합칩(11)으로 송신용 프레임 정렬신호를 리타이밍하여 출력한다.
다중(MUX) 모듈(23)은 선로 정합칩(11)으로부터 입력되는 STM-1 선로신호의 유료부하 데이터 및 오버헤드 데이터와 범용 프로세서(12)에서 삽입한 유료부하 데이터 및 오버헤드 데이터를 선택하여 출력한다. 또한, 의사랜덤 수열 발생기(25)에서 생성된 의사랜덤 수열 출력과 범용 프로세서(12)에서 삽입하는 고정 패턴을 선택하여 출력하며, 선택적인 출력 외에 범용 프로세서(12)가 출력값을 읽을 수 있도록 정합 기능도 제공한다. 본 발명에서는 일반적으로 많이 사용되고 있는 LFSR로 구성되는 의사랜덤 수열 발생기(25)를 예로 들어 정합장치를 제안한다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 도 2에 도시된 STM-1 신호 삽입/추출 모듈의 내부 구성도이다. 이 STM-1 신호 삽입/추출 모듈은 입력되는 STM-1 신호로부터 유료부하 데이터와 오버헤드 데이터를 추출하며, 프로세서(12)가 정의하는 임의의 패턴을 오버헤드 데이터로 삽입하는 역할을 수행한다.
유료부하 데이터의 추출과정은 래치(31)는 PAYLOAD_CLK 신호로 입력되는 STM-1 신호의 유료부하 데이터만을 추출한 후, 프로세서에 연결된 버퍼(33)를 PAYLOAD_READ 신호로 활성화시켜 이 유료부하 데이터를 읽어온다. 오버헤드 데이터의 추출 과정은 OVERHEAD_CLK과 OVERHEAD_READ 신호를 사용하여 래치(32)와 버퍼(34)를 통해 이루어진다. 오버헤드 데이터의 삽입 과정은 범용 프로세서(12)가 정의한 패턴을 래치(35)를 통하여 OVERHEAD_WRITE 신호로 래치한 후 다중 모듈(23)을 통하여 삽입한다.
PAYLOAD_CLK 신호와 OVERHEAD_CLK 신호는 STM-1 선로 정합칩(11)으로부터 입력되는 데이터 클럭과 오버헤드 데이터 클럭으로 생성되며, 각각 MUX와 OR 게이트가 사용된다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 도 2에 도시된 프로세서 정합모듈의 내부 구성도이다. 프로세서 정합모듈(22)은 의사랜덤 수열 발생기(13)에 범용 프로세서(12)에서 정의한 고정 수열 패턴 및 초기 입력 데이터 등을 삽입하기 위한 래치회로와 의사랜덤 수열 출력을 읽기 위한 래치 및 버퍼 회로, 최종 STM-1 출력 신호의 유료부하 데이터와 오버헤드 데이터 등을 읽기 위한 래치 및 버퍼 회로 등으로 구성된다.
고정 수열 패턴은 PATTERN_CLK 신호에 의하여 래치(41)를 통하여 삽입되며, 의사랜덤 수열 초기값은 GEN_SET_CLK 신호에 의해서 래치(42)를 통하여 삽입된다.의사랜덤 수열 출력은 GENERATOR_OUT_CLK 신호에 의하여 래치(43)된 후 PRBS_READ 신호에 의하여 버퍼(46)에 저장되어, 범용 프로세서(12)가 읽을 수 있게 된다. 출력되는 최종 STM-1 신호에서 유료부하 데이터는 PAYLOAD_OUT_CLK 신호에 의하여 래치(44)되고, 다시 PAYLOAD_OUT_READ 신호에 의해 버퍼(47)에 저장된다. 오버헤드 데이터의 경우에는 OVERHEAD_OUT_CLK 신호로 래치(45)되고 OVERHEAD_OUT_READ 신호에 의해 버퍼(48)에 저장된다. 각 버퍼(46, 47, 48)에 의해 저장된 신호는 범용프로세서(12)가 읽을 수 있게 된다.
이때, 래치 및 버퍼링에 사용되는 PATTERN_CLK, GEN_SET_CLK, PRBS_READ, PAYLOAD_OUT_READ, OVERHEAD_OUT_READ 신호는 모두 범용 프로세서(12)에 의하여 발생되며 해당 데이터를 범용 프로세서(12)가 읽거나 쓰기 원하는 타이밍에 발생하도록 설계된다. 또한, 래치에 사용되는 GENERATOR_OUT_CLK, PAYLOAD_OUT_CLK, OVERHEAD_OUT_CLK 신호는 STM-1 신호의 프레임 정렬신호를 사용하여 생성된다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 도 2에 도시된 다중(MUX)모듈의 내부 구성도이다. 다중모듈(23)은 선로 정합칩(11)에서 입력되는 STM-1 신호에 STM-1 신호 삽입/추출 모듈(21)에서 생성된 오버헤드 데이터를 삽입하기 위한 것으로 OVERHEAD_CLK로 입력되는 신호를 선택적으로 출력한다. OVERHEAD_CLK은 오버헤드 데이터가 입력되는 동안만 하이 레벨의 펄스를 발생하는 신호로서 제 1 MUX(51)의 출력은 OVERHEAD_CLK가 하이 레벨인 동안에는 오버헤드 데이터가 출력되고, 로우 레벨인 동안에는 유료부하 데이터가 출력된다.
제 2 MUX(52)는 의사랜덤 수열 발생기(13)에서 생성되는 출력 수열과 범용프로세서(12)에서 정의한 고정 수열 패턴을 선택적으로 출력하기 위한 것으로, PATTERN_SEL 신호에 의하여 출력 신호가 결정된다. PATTERN_SEL은 프로세서가 생성하는 신호로서 비활성화 시에는 의사랜덤 수열 발생기에서 생성되는 출력 수열이 STM-1 유료부하 데이터로 출력되고, 활성화 시에는 프로세서가 생성한 고정 수열값이 출력된다. 범용 프로세서(12)가 생성, 출력하고자 하는 고정 수열 패턴은 의사랜덤 수열 출력 대신에 전송하고자 하는 출력 패턴으로 사용할 수도 있지만 본 발명에 의하여 구현된 장비간의 정보 교환을 위한 정보 삽입 방법으로도 사용할 수가 있다. 전송 장비용 계측장비의 경우 일반적으로 의사랜덤 수열과 함께 고정 패턴을 전송로 측정을 위한 시험용 패턴으로 사용하는데, 이 시험용 고정 패턴을 제 2 MUX(52)에서 선택적으로 삽입할 수 있다. 제 2 MUX(52)를 통한 출력 패턴은 제 3 MUX(53)로 입력이 되는데 제 1 MUX(51)에서 출력되는 STM-1 신호와 동시에 입력되어 제 3 MUX(53)의 MUX_OUT_CLK 신호에 의해서 입력 신호의 선택 여부가 결정된다.
제 2 MUX(52)에서 출력되는 의사 랜덤 수열이나 고정 패턴은 필요시 제 3 MUX(53)에 의해서 유료부하 데이터로 삽입될 수 있으며 또한 프로세서에서 제 2 MUX(52)의 최종 패턴 출력값을 읽어낼 수도 있다. 제 3 MUX(53)의 출력은 버퍼(54)를 통하여 선로 정합칩(11)으로 출력되는 최종 STM-1 신호가 생성된다. 버퍼(54)는 OUT_CLK 신호로 제어가 되며 버퍼(54)의 입력 신호는 동시에 프로세서 정합 모듈(22)로도 입력되어 각각 유료부하 데이터와 오버헤드 데이터로 분리되어 프로세서가 읽어 볼 수 있도록 되어 있다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 도 2에 도시된 제어신호 발생부의 내부구성도이다. RX_CLK 신호는 STM-1 신호를 바이트 단위로 역다중화한 데이터 클럭으로 약 19 Mbps의 속도를 갖는다. RX_CLK 신호는 D플립플롭(61)을 거쳐 OUT_CLK를 생성하며 OUT_CLK는 최종 STM-1 신호의 버퍼링을 위한 활성화신호로 사용된다. OUT_CLK 신호는 다시 D플립플롭(62)을 거쳐 TX_CLK 신호가 되며 TX_CLK 신호는 선로 정합칩(11)을 위한 송신 데이터용 클럭으로 전달되므로 본 발명에 의한 정합회로 사용시 1 클럭의 지연이 발생된다.
RX_POH 신호는 각종 경로 오버헤드 데이터와 동기되어 입력되는 클럭 신호로서, 유료부하 데이터 내에 존재하는 경로 오버헤드 데이터들의 조합신호로 구성된다. 즉, 경로 오버헤드 데이터는 J1, B3, C2, G1, F2, H4, F3, K3, N1, V5, J2, N2, K4 등으로 구성되며, RX_POH 신호는 이상과 같은 모든 경로 오버헤드 데이터 클럭의 조합으로 구성되어 삽입 또는 추출하고자 하는 경로 오버헤드 데이터의 해당 클럭과 RX_POH 클럭 신호를 이용하면 본 발명에서 제시한 정합회로로 해당 오버헤드 데이터를 추출 및 삽입할 수 있다.
POH_CLK 신호는 RX_POH 신호와 삽입 또는 추출하고자 하는 경로 오버헤드 클럭들을 AND 게이트 모듈(68)에 입력함으로써 생성된다. POH_CLK 클럭은 선택된 경로 오버헤드 클럭들만 활성화되므로 해당 경로 오버헤드 데이터만 선택되어진다. RX_SPE 신호는 구간 오버헤드 데이터 클럭신호로서 RX_POH 신호와 마찬가지 방법으로 각 구간 오버헤드 데이터 클럭들의 조합으로 구성되며, 특정 구간 오버헤드 데이터를 추출 및 삽입하고자 하는 경우 POH_CLK를 생성하는 방법과 동일하게 각 구간 오버헤드 데이터 클럭들과 RX_SPE 신호를 사용하여 신호를 생성, 사용한다.
OVERHEAD_CLK 신호는 구간 오버헤드 데이터 클럭과 경로 오버헤드 데이터 클럭 신호를 OR 게이트(69)에 입력으로 인가하여 생성된 신호로서, 유료부하 데이터외에 모든 오버헤드 데이터의 입력 시마다 발생되는 신호이다. 각 오버헤드 데이터에 대한 클럭 신호는 RX_CLK 신호의 한 클럭 주기 동안 액티브 상태의 하이 레벨 상태로 유지되며 OVERHEAD_CLK는 모든 오버헤드 데이터 발생 시마다 클럭을 발생시킨다. 단, RX_POH나 RX_SPE 클럭신호 생성 시 OR 게이트(67)의 입력으로 사용되지 않은 오버헤드 데이터에 대해서는 클럭을 발생시키지 않는다. OVERHEAD_CLK은 범용 프로세서(12)가 STM-1 신호로부터 오버헤드 데이터를 래치하여 읽어내기 위한 래치 클럭신호로 사용되며, 동시에 MUX(70)의 선택 신호로 사용되어 유료부하 데이터를 래치하기 위한 PAYLOAD_CLK 신호를 생성한다.
이외에, 범용 프로세서(12)에서 생성한 제어 관련 신호들이 있는 바, 이는 도 6의 하단에 나타나 있다. PAYLOAD_READ 신호는 버퍼(33)를 통하여 유료부하 데이터를 읽기 위한 신호이며, OVERHEAD_READ 신호는 버퍼(34)를 통하여 오버헤드 바이트를 읽기 위한 신호이고, OVERHEAD_WRITE 신호는 래치(35)로 범용 프로세서(12)가 임의의 특정 데이터를 오버헤드 바이트로 쓰기 의하여 사용하는 래치 클럭신호이다. PATTERN_CLK 신호는 범용 프로세서(12)가 래치(41)를 통하여 의사 랜덤 수열 발생기(25)에서 발생되는 수열 대신에 고정 패턴을 삽입하기 위한 래치 클럭신호이며, GEN_SET_CLK 신호는 의사랜덤 수열 발생기(25)를 구성하는 LFSR의 초기값을 설정하기 위하여 사용하는 래치(42)의 클럭신호이다. GENERATOR_OUT_CLK 신호는 의사랜덤 수열 발생기(25)에서 출력되는 수열값을 읽기 위한 래치(43)의 클럭신호이며, PRBS_READ 신호는 래치된 수열 값을 범용 프로세서(12)가 읽어들이기 위한 버퍼(46) 신호이다. PAYLOAD_OUT_CLK 신호는 본 발명에 의한 정합회로의 최종 출력인 STM-1 신호 출력으로부터 유료부하 데이터를 래치하기 위한 래치(44)의 클럭신호이며, PAYLOAD_OUT_READ 신호는 래치된 유료부하 데이터를 읽어들이기 위한 버퍼(47) 신호이다.
마찬가지로 오버헤드 데이터를 STM-1 최종 출력에서 읽어들이기 위해 사용되는 래치(45) 신호는 OVERHEAD_OUT_CLK 신호이며, 버퍼(48) 신호는 OVERHEAD_OUT_READ 신호이다. PATTERN_SEL 신호는 MUX(53)에서 의사랜덤 수열 발생기(25)에서 생성되는 수열 패턴과 범용 프로세서(12)가 정의한 고정 패턴을 선택하기 위한 신호로서 프로세서에 의하여 제어가 이루어진다.
도 7은 도 1에 도시된 선로 정합칩의 신호 타이밍도이다.
RX_CLK 신호는 STM-1 신호를 바이트 별로 분류하여 생성되는 동기 클럭신호로서, 19 Mbps의 속도를 갖으며 유료부하 데이터 및 오버헤드 데이터 입력에 대하여 한 바이트마다 한 클럭씩 생성된다. RX_SPE 신호는 구간 오버헤드 데이터를 위한 동기 클럭신호이며, RX_POH 신호는 경로 오버헤드 데이터를 위한 동기 클럭신호이다. RX_FO 신호는 STM-1 한 프레임을 위한 프레임 정렬신호이다. RX_J1 신호는 경로 오버헤드 데이터 중에 J1 바이트가 발생될 때 생성되는 동기 클럭신호이며 RX_B3 신호도 오버헤드 데이터 중에 B3 바이트가 발생될 때 생성되는 동기 클럭신호이다. RX_J1과 RX_B3 신호가 생성될 때마다 RX_POH 신호가 동시에 활성화됨을 알 수가 있다.
도 6의 제어신호나 타이밍을 위한 관련신호는 도 7에 도시된 신호를 기본으로 사용하여 생성되며, 도 7의 신호는 실제로 사용되는 오버헤드 데이터 동기 클럭 신호 중 일부만을 예로 들어 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 STM-1 전송시스템의 계측기용 정합장치를 STM-4 급으로 확장 사용한 예를 도시한 도면이다. 즉, STM-4 선로 입력을 STM-4 선로 정합칩(81)을 통해 수신하고, 이를 STM-1 신호 분류장치(82)를 이용하여 STM-1 신호 단위로 분류한다. 이렇게 분류된 STM-1 신호를 각각의 STM-1 전송시스템의 계측기용 정합장치를 이용하여 정합한다. STM-4 신호의 경우 신호의 처리 속도가 너무 고속인 관계로 STM-4 신호를 역다중화하여 분할 처리하는 것이 효율적이다. 따라서, 본 발명에서 제시한 정합장치를 STM-1 신호 단위로 병렬사용하면 STM-4 신호를 처리할 수 있는 정합장치를 얻을 수 있다.
위에서 양호한 실시예에 근거하여 이 발명을 설명하였지만, 이러한 실시예는 이 발명을 제한하려는 것이 아니라 예시하려는 것이다. 이 발명이 속하는 분야의 숙련자에게는 이 발명의 기술사상을 벗어남이 없이 위 실시예에 대한 다양한 변화나 변경 또는 조절이 가능함이 자명할 것이다. 그러므로, 이 발명의 보호범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 한정될 것이며, 위와 같은 변화예나 변경예 또는 조절예를 모두 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상과 같은 본 발명에 의하면, 일반적인 의사랜덤 수열 발생기와 STM-1용선로 정합칩을 사용하여 의사랜덤 수열 발생기능, 전송로 측정용 패턴 전송 기능, 전송 데이터 추출 기능, 전송 신호 모니터링 기능 등 전송용 계측기가 제공하는 주요 기능을 구현할 수가 있다. 이러한 본 발명에 의한 정합장치는 디지털 회로로 간단하게 구성할 수 있으며, FPGA와 같은 프로그래머블 논리소자로도 구현이 가능하므로 가격이나 부피면에서 유리하기 때문에, 휴대용 계측장비와 같은 소형장비로의 개발에 적합하다. 또한, 범용 프로세서의 사용으로 운용 프로그램을 통한 모든 기능 제어가 가능하기 때문에 해당 기능의 확장이나 변경이 매우 용이한 장점이 있다. 또한, 본 발명에 따른 STM-1 정합장치를 4개 병렬로 사용하면 STM-4 급 전송용 계측장비의 구현이 가능해 진다.

Claims (7)

  1. 입력되는 STM-1 신호를 유료부하와 오버헤드 데이터로 분리하여 출력하고, 데이터 클럭, 각종 오버헤드 클럭 및 STM-1 프레임 클럭과 같은 각종 프레임 정렬신호를 생성하는 STM-1 선로 정합칩;
    클럭원으로부터 인가된 클럭에 따라 의사랜덤 수열을 발생하는 의사랜덤 수열 발생기;
    상기 STM-1 선로 정합칩으로부터 제공되는 프레임 정렬신호를 사용하여 상기 STM-1 신호에서 상기 유료부하와 오버헤드 데이터를 삽입/추출하는 정합회로;
    상기 STM-1 선로 정합칩과 상기 정합회로를 제어하고, 의사랜덤 수열 발생기의 클럭원으로 작용하여 사용자의 입력 상태에 따라 상기 정합회로의 기능을 변경하고, 상기 의사랜덤 수열 발생기의 출력 신호의 패턴을 변경하며, 데이터 삽입/추출을 위한 제어기능을 수행하는 범용 프로세서를 포함하며,
    상기 정합회로는
    상기 STM-1 선로 정합칩으로부터 입력되는 STM-1 신호로부터 오버헤드 데이터를 추출하고, 상기 범용 프로세스가 정의한 임의의 출력 패턴을 오버헤드 데이터로 출력 STM-1 신호에 삽입하여 상기 STM-1 선로 정합칩으로 출력하는 STM-1 신호 삽입/추출 모듈과, 상기 STM-1 선로 정합칩으로부터 인가하는 각종 프레임 정렬신호로부터 유로부하 및 오버헤드 삽입/추출을 수행하기 위한 타이밍 신호를 생성하며, 출력 STM-1 신호를 생성하기 위한 출력 프레임 정렬 신호를 출력하는 제어신호 발생부와, 상기 선로 정합칩으로부터 입력되는 STM-1 신호의 유료부하와 데이터 및 오버헤드 데이터와 상기 범용 프로세서에서 삽입한 유료부하 데이터 및 오버헤드 데이터, 상기 의사랜덤 수열 발생기에서 생성된 의사랜덤 수열 출력과, 상기 범용프로세서에서 삽입하는 고정 패턴을 선택하는 다중 모듈과, 상기 STM-1 신호 삽입/추출 모듈, 다중 모듈, 제어신호 발생부, 의사랜덤 수열 발생기를 상기 범용 프로세서와 정합시키는 프로세서 정합모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 STM-1 전송시스템의 계측기용 정합장치
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제어신호 발생부는,
    상기 STM-1 신호의 오버헤드 데이터가 입력될 때 발생되는 OVERHEAD_CLK 신호와, STM-1 신호의 유료부하 데이터를 래치하기 위한 PAYLOAD_CLK 신호, 상기 유료부하 데이터를 읽을 때 발생하는 PAYLOAD_READ 신호, 상기 오버헤드 데이터를 읽을 때 발생하는 OVERHEAD_READ 신호, STM-1 신호에 오버헤드 데이터를 삽입할 때 발생되는 OVERHEAD_WRITE 신호를 발생하고,
    상기 STM-1 신호 삽입/추출 모듈은,
    상기 제어신호 발생부로부터 제공되는 PAYLOAD_CLK 신호와 PAYLOAD_READ 신호에 따라 상기 STM-1 신호의 유료부하 데이터를 추출하여 저장하는 제 1 래치 및 제 1 버퍼와,
    상기 제어신호 발생부로부터 제공되는 OVERHEAD_CLK 신호와 OVERHEAD_READ 신호에 따라 상기 STM-1 신호의 오버헤드 데이터를 추출하여 저장하는 제 2 래치 및 제 2 버퍼와,
    상기 제어신호 발생부로부터 제공되는 OVERHEAD_WRITE 신호에 따라 상기 범용 프로세서로부터 오버헤드 데이터를 가져다가 STM-1 신호에 삽입하는 제 3 래치를 포함하는 것을 특징으로 하는 STM-1 전송시스템의 계측기용 정합장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제어신호 발생부는,
    상기 고정 패턴의 수열을 삽입하기 위해 사용하는 PATTERN_CLK 신호, 상기 의사랜덤 수열 발생기를 초기화하는 GEN_SET_CLK 신호, 상기 의사랜덤 수열 발생기에서 출력되는 수열값을 읽기 위한 GENERATOR_OUT_CLK 신호 및 PRBS_READ 신호, 상기 STM-1 신호로부터 유료부하 데이터를 읽기 위한 PAYLOAD_OUT_CLK 신호 및 PAYLOAD_OUT_READ 신호, 상기 STM-1 신호로부터 오버헤드 데이터를 읽기 위한 OVERHEAD_OUT_CLK 신호 및 OVERHEAD_OUT_READ 신호를 발생하고,
    상기 프로세서 정합모듈은,
    상기 제어신호 발생부로부터 발생된 PATTERN_CLK 신호에 따라 상기 범용 프로세서로부터 고정 수열 패턴을 추출하는 제 1 래치와,
    상기 제어신호 발생부로부터 발생된 GEN_SET_CLK 신호에 따라 상기 범용 프로세서로부터 의사랜덤 수열 초기값을 추출하는 제 2 래치,
    상기 제어신호 발생부로부터 발생된 GENERATOR_OUT_CLK 신호와 PRBS_READ 신호에 따라 의사랜덤 수열을 추출하여 상기 범용 프로세서로 제공하는 제 3 래치 및 제 1 버퍼,
    상기 제어신호 발생부로부터 발생된 PAYLOAD_OUT_CLK 신호와 PAYLOAD_OUT_READ 신호에 따라 상기 STM-1 신호로부터 유료부하 데이터를 추출하여 상기 범용 프로세서로 제공하는 제 4 래치 및 제 2 버퍼,
    상기 제어신호 발생부로부터 발생된 OVERHEAD_OUT_CLK 신호와 OVERHEAD_OUT_READ 신호에 따라 상기 STM-1 신호로부터 오버헤드 데이터를 추출하여 상기 범용 프로세서로 제공하는 제 5 래치 및 제 3 버퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 STM-1 전송시스템의 계측기용 정합장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 제어신호 발생부는,
    오버헤드 데이터가 입력되는 동안에 활성화되는 OVERHEAD_CLK 신호와, 의사랜덤 수열 패턴과 고정 수열 패턴을 선택하기 위한 PATTERN_SEL 신호, 멀티플렉서의 출력신호를 결정하기 위한 MUX_OUT_CLK 신호, 및 버퍼의 출력상태를 제어하기 위한 OUT_CLK 신호를 출력하고,
    상기 다중 모듈은,
    상기 제어신호 발생부로부터 발생된 OVERHEAD_CLK 신호에 따라 상기 선로 정합칩으로부터 입력된 STM-1 신호의 오버헤드 데이터 또는 유료부하 데이터를 선택적으로 출력하는 제 1 MUX와,
    상기 제어신호 발생부로부터 발생된 PATTERN_SEL 신호에 따라 상기 의사랜덤 수열 패턴과 고정 수열 패턴을 선택적으로 출력하는 제 2 MUX,
    상기 제어신호 발생부로부터 발생된 MUX_OUT_CLK 신호에 따라 제 1 MUX의 출력신호와 제 2 MUX의 출력신호를 선택적으로 출력하는 제 3 MUX, 및
    상기 제어신호 발생부로부터 발생된 OUT_CLK 신호에 따라 상기 제 3 MUX의 출력신호를 출력 여부를 제어하는 버퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 STM-1 전송시스템의 계측기용 정합장치.
  6. STM-n(n은 2 이상의 자연수) 신호가 입력되는 STM-n 선로 정합칩과,
    상기 STM-n 신호를 n 개의 STM-1 신호 단위로 분류하는 분류장치,
    상기 각각의 STM-1 신호를 입력받아 STM-1용 의사랜덤 수열 발생기능과 STM-1 신호의 유료부하 데이터 추출/삽입 기능과 STM-1 신호의 오버헤드 데이터 추출/삽입 기능을 수행하는 n 개의 STM-1 정합장치를 포함하며,
    상기 STM-1 정합장치는, 클럭원으로부터 인가된 클럭에 따라 의사랜덤 수열을 발생하는 의사랜덤 수열 발생기, 상기 STM-n 선로 정합칩으로부터 제공되는 프레임 정렬신호를 사용하여 상기 STM-n 신호에서 유료부하와 오버헤드 데이터를 삽입/추출하는 정합회로, 및 상기 STM-n 선로 정합칩과 의사랜덤 수열 발생기와 정합회로를 제어하여 사용자의 입력 상태에 따라 상기 정합회로의 기능을 변경하고, 상기 의사랜덤 수열 발생기의 패턴을 변경하며, 데이터 삽입/추출을 위한 제어기능을 수행하는 범용 프로세서를 포함하는 것을 특징으로 하는 STM-1 전송시스템의 계측기용 정합장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 STM-1 정합장치의 정합회로는,
    상기 STM-n 선로 정합칩으로부터 입력되는 STM-1 신호로부터 오버헤드 데이터를 추출하고, 출력 STM-1 신호에 오버헤드 데이터로 삽입하여 상기 STM-n 선로 정합칩으로 출력하는 STM-1 신호 삽입/추출 모듈과,
    상기 범용 프로세서의 제어를 받아 의사랜덤 수열값을 발생하는 의사랜덤 수열 발생기,
    상기 STM-n 선로 정합칩으로부터 인가되는 각종 프레임 정렬신호로부터 유료부하 및 오버헤드 삽입/추출을 수행하기 위한 타이밍신호를 생성하며, 출력 STM-n 신호를 생성하기 위한 출력 프레임 정렬신호를 출력하는 제어신호 발생부,
    상기 STM-n 선로 정합칩으로부터 입력되는 STM-n 신호의 유료부하 데이터 및 오버헤드 데이터와, 상기 범용 프로세서에서 삽입한 유료부하 데이터 및 오버헤드 데이터, 상기 의사랜덤 수열 발생기에서 생성된 의사랜덤 수열 출력과 상기 범용프로세서에서 삽입하는 고정 패턴을 선택하여 출력하는 다중 모듈, 및
    상기 STM-n 신호 삽입/추출 모듈, 다중 모듈, 제어신호 발생부, 의사랜덤 수열 발생기를 상기 범용 프로세서와 정합시키는 프로세서 정합모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 STM-1 전송시스템의 계측기용 정합장치.
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