KR100357635B1 - 비동기전송모드 교환기에서의 자원 활용방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 사용자 네트워크 인터페이스 및 네트워크 노드 인터페이스 링크들에 대응하여 연결되는 입력 및 출력 인터페이스장치들을 가지는 비동기전송모드 교환기에서의 자원 활용방법에 있어서, 운용자에 의해 트래픽 상황에 따라 상기 교환기의 입출력부에 초과예약 계수를 설정하고, 상기 설정된 초과예약 계수를 고려하여 상기 입출력부의 자원을 점유하게 제어하는 과정과, 사용자 트래픽 파라미터를 적어도 포함하는 상기 점유된 자원 및 상기 운용자에 의해 설정된 초과예약 계수를 이용하여 호 수락 제어를 수행하는 과정으로 이루어진다.

Description

비동기전송모드 교환기에서의 자원 활용방법{RESOURCE UTILIZE METHOD OF ATM SWITCH}
본 발명은 ATM(Asynchronous Transfer Mode)교환기에 관한 것으로, 특히 UNI/NNI(User Network Interface / Network Node Interface)링크에서의 초과예약 (overbooking)을 이용한 자원 활용 방법에 관한 것이다.
ATM(Asynchronous Transfer Mode)은 비동기전송방식으로서 B-ISDN(Broadband Integrated Digital Network)의 근간이 되는 기술이다. ATM은 다양한 종류의 트래픽을 하나의 망에서 통합해서 지원하는 것을 목표로 하고 있는데, 현재 ATM포럼(forum)에서 권고하고 있는 트래픽의 종류로는 CBR(Constant Bit Rate), VBR(Variable Bit Rate), ABR(Available Bit Rate), UBR(Unspecified Bit Rate)이 있다. CBR(Constant Bit Rate) 방식은 고정된 전송 대역폭의 서비스를 가능케 하는 방식이고, VBR(Variable Bit Rate) 방식은 일정한 셀 손실율을 보장하면서 가변적인 대역폭의 서비스를 가능케 하는 방식이며, UBR(Unspecified Bit Rate) 방식은 전송 대역폭을 정하지 않는 방식이다. 그리고 ABR 방식은 소오스가 보낼 수 있는 전송 대역폭을 네트워크 상황에 따라서 변화시키는 방식이다.
이러한 다양한 종류의 사용자 트래픽에 대해서 ATM교환기는 각종 트래픽 제어 및 과부하 제어를 수행해야 하는데, 이 과정중에서 CAC(Call Admission Control)가 있다. CAC의 목적은 사용자가 망에 전달해준 트래픽 파라미터를 기초하여 망의 현재 상황을 고려하여 사용자 커넥션을 받아들였을 때 다른 사용자의 트래픽에 대해서 QoS(Quality of Service)를 계속 보장하면서 새로 수용되는 가입자의 트래픽도 QoS가 보장이 되는지를 판단하여 사용자의 호를 수락할 것인지 아니면 거부할 것인지를 판단하는 것이다.
따라서 이러한 CAC과정은 교환기마다 다르게 구현될 수 있으며, 일반적으로 각 커넥션에 대해서 망으로 전달되는 사용자의 트래픽 파라미터는 ATM포럼 UNI 4.0에 개시되어 있다. 일반적으로 교환기에서 필요로 하는 사용자의 트래픽 파라미터값은 하기와 같이 요약된다.
- CBR: PCR
- VBR: PCR, SCR, MBS
- UBR: PCR(optional)
여기서, PCR(Peak Cell Rate)은 소오스가 초과할 수 없는 최고의 셀 전송율을 의미하고, SCR(Sustainable Cell Rate)은 PCR이 명확히 규정되는 것에 반해 상대적으로 긴 시간 스케일상에서 ATM 커넥션의 평균 율을 따르는 상위 경계 값의 셀 전송율이다. MBS(Maximum Burst Size)는 하기와 같은 의미를 갖는다. 시그날링 메시지에서 버스트 허용오차(Burst Tolerance: BT)는 셀의 개수가 코딩된 MBS를 통해 전달된다. BT는 SCR 및 GCRA(Generic Cell Rate Algorithm)와 함께 최고 율에서 전송되어지며 GCRA에 일치하는 MBS를 결정한다.
일반적으로 ATM교환기에서의 CAC과정은 ALS(ATM Local switching Subsystem)에서 수행된다. 상기 ALS는 일반 가입자의 접속 처리를 수행하는 서브 시스템으로서 가입자 정합장치와 함께 가입자 서비스 요구에 따른 접속 제어를 수행하며, CAC(Call Admission Control), 폭주 제어(congestion control) 등의 트래픽 제어 기능을 수행한다. 종래 기술에서 ALS내에 구비된 CAC 제어부(4)는 도 1에 도시된 바와 같이 사용자 트래픽 파라미터(2)를 수신하고 CAC과정을 수행하여 호 수락 여부를 결정한다. 상기 CAC과정은 일반적으로 하기 수학식 1과 같다.
여기서, BWlink는 물리적 전송매체의 전송속도이고, BWPCR은 CBR 트래픽에 대해서 PCR을 의미하며, BWECR은 VBR트래픽에 대해서 각 교환기마다 구현 상황에 따라 제공하는 ECR(Equivalent Cell Rate)를 의미하는 것으로 VBR트래픽에 대해서 통계적 다중화(statistical multiplexing) 효과를 고려하여 다르게 계산된다.
하지만 상기와 같은 ATM교환기의 VBR 트래픽 CAC에서는 실제 상황에 유연하게 대처하기가 어렵다. 즉 사용자가 망에 전달한 트래픽 파라미터는 높게 설정되어 CAC를 수행했지만 실제 망에서의 전송 량은 얼마 되지 않는 경우, 새로운 사용자가 호 설정 요구를 하게되면 기설정되어 있는 과평가된 대역으로 인해서 호 설정 요구가 거부된다.
따라서 본 발명의 목적은 ATM교환기에서 효율적인 자원 활용 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 ATM 교환기의 UNI/NNI(User Network Interface / Network Node Interface)링크에서의 VBR트래픽에 대한 CAC과정에서의 초과예약을 이용한 자원활용 방법을 제공하는데 있다.
상기한 목적에 따라, 본 발명은, 사용자 네트워크 인터페이스 및 네트워크 노드 인터페이스 링크들에 대응하여 연결되는 입력 및 출력 인터페이스장치들을 가지는 비동기전송모드 교환기에서 가변비트율 트래픽에 대한 호수락 제어에서의 자원 활용방법에 있어서, 운용자에 의해 트래픽 상황에 따라 상기 교환기의 입력부 및 출력부에 초과예약 계수를 설정하고, 상기 설정된 입력부 및 출력부의 초과예약 계수를 비교하여 상기 입력부 및 출력부의 자원 점유량을 할당하는 과정과, 사용자 트래픽 파라미터를 적어도 포함하는 상기 할당된 점유자원 및 상기 운용자에 의해 설정된 입력부 및 출력부의 초과예약 계수를 입력으로 호 수락 제어를 수행하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.
도 1은 종래 기술에 따른 호 수락 제어를 설명하기 위한 블록 구성도,
도 2는 ATM교환기의 개략적인 블록 구성도,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 블록 구성도,
도 4는 초과예약 계수가 ATM교환기의 링크마다 정의되는 경우의 문제점을 설명하기 위한 도면.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들 및 동일한 참조번호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 2는 ATM교환기의 개략적인 블록 구성도이다. ATM교환기는 도 2에 도시된 바와 같이, 크게 ACS(ATM Central switching Subsystem)(10)과 ALS(ATM Local switching Subsystem)(20-1,..,20-n)로 구성된다. ACS(10)는 시스템을 운용하고 유지 및 관리하는 기능과 다양한 트래픽 정보, 통계 및 과금 정보를 유지하는 기능 등을 수행하며, 메인 프로세서인 OMP(Operation and Maintenance Processor)(12), CSNM(Central Switch Network Module)(14), 및 저장장치(16)를 포함하고 있다. ALS(20-1,..,20-n)는 일반 가입자의 접속 처리를 수행하는 서브 시스템으로서 가입자 인터페이스장치(모듈)와 함께 가입자 서비스 요구에 따른 접속 제어를 수행하며, CAC(Call Admission Control), 폭주 제어(congestion control) 등의 트래픽 제어 기능을 수행한다. 상기 ALS(20-1,..,20-n)는 CCCP(Call Connection ControlProcessor)(24) 및 ASNM(Access Switch Network Module)(22)를 포함하고 있다. 상기 ASNM(22)들 각각에는 대응 UNI/NNI(User Network Interface / Network Node Interface)모듈 예컨대, 도 2에 도시된 BSIM(Broadband Subscriber Interface Module)(26-1,26-2, 및 28-1,28-2), MSIM(Medium rate Subscriber Interface Module)(26-3,28-3), LSIM(Low Rate Subscriber Interface Module)(26-4,28-4) 등이 연결될 수 있다. BSIM(Broadband Subscriber Interface Module)(26-1,26-2, 및 28-1,28-2)는 예컨대, STM-4(155Mbps)급 링크를 통해 광대역 가입자(broadband subscriber)들과 인터페이스를 수행하며, MSIM(Medium rate Subscriber Interface Module)(26-3,28-3)는 예컨대, DS3(45Mbps)급 링크를 통해 중속 가입자(medium rate)들과 인터페이스를 수행한다. 그리고 LSIM(Low Rate Subscriber Interface Module)(26-4,28-4)는 예컨대, DS1E(2Mbps)급 링크를 통해 저속 가입자들과 인터페이스를 수행한다.
ACS(10)의 CSNM(14)은 ALS(20-1,..,20-n)내 각 ASNM(22)에 대한 스위치를 담당하고, ALS들(20-1,..,20-n)의 각 ASNM(22)은 ALS(20-1,..,20-n)내의 가입자 스위치를 담당한다. ACS(10)내의 CSNM(14)와 OMP(12)는 IMI(Inter Module Interface)링크를 통해 연결되어 메시지를 송수신하며, ALS(20-1,..,20-n)내의 ASNM(22)와 CCCP(24)도 IMI링크를 통해 연결되어 메시지를 송수신 한다. 도 1의 ACS(10)에는 네트워크 운용자(11)가 연결된다.
본 발명은, 네트워크 운용자(11)가 트래픽 관찰을 통해서 UNI/NNI 링크의 대역을 100%, 200%, 300% 등으로 가정하도록 하는 초과예약 기능을 ATM교환기에 추가한다. 또한 상기와 같은 초과예약 기능을 ATM 교환기에 구현할 때 입출력 인터페이스 모듈들간이 서로 초과예약 계수가 상이함에 따라 발생되는 문제에 대한 해결책도 제시함으로써 효과적인 초과예약 기능 수행에 의한 시스템 자원 활용도를 높인다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 시스템 자원 활용을 높이기 위해서, UNI/NNI링크의 대역에 대한 초과예약 기능을 구현한 블록 구성도로서, 도 2의 ALS들(20-1,..,20-n)에 각각에 구비된다. 초과예약 계수(34)는 네트워크 운용자(11)에 의해서 제공된다.
CAC 제어부(12)는 사용자의 트래픽 파라미터(10)뿐만 아니라 네트워크 운용자(11)의 초과예약 계수(14)를 입력으로 CAC과정을 수행한다. 그리고 CAC 제어부(12)는 입력 및 출력 인터페이스 제어부(36,38)를 제어하여 입력 및 출력 인터페이스 제어부(36,38)가 입출력링크, 입출력 인터페이스모듈 및 ALS의 자원점유를 효과적으로 수행하도록 한다.
본 발명의 실시 예에서 네트워크 운용자(11)는 현재 트래픽 상황에 따라 초과예약 계수(overbooking factor) 설정, 초과예약 계수 정보 출력, 초과예약 계수 정보 변경을 하기와 같이 수행할 수 있다.
- 초과예약 계수 설정: 시스템별 또는 링크별 초과예약 계수를 설정한다. 구체적인 일 예로, ALS별, 인터페이스 모듈별, 링크별로 구분하여 각각마다 초과예약 계수를 설정한다.
- 초과예약 계수 정보 출력: 시스템 전체 또는 ALS(ATM Local Subsystem)당또는 입력 인터페이스 모듈당의 초과예약 계수 정보를 네트워크 운용자(11)에게 제공한다.
- 초과예약 계수 정보 변경: 시스템별 또는 링크별 초과예약 계수를 변경한다. 구체적인 일 예로, ALS별, 인터페이스 모듈별, 링크별로 구분하여 각각마다 초과예약 계수를 변경한다.
그런데 이러한 초과예약 계수가 교환기의 링크들 각각마다 설정 또는 변경되는 경우 하기와 같은 문제가 발생될 수 있다. 초과예약 계수가 교환기의 링크마다 설정 또는 변경되는 경우의 문제점을 도 3과 함께 설명한다. 도 3에서, 입력 인터페이스 모듈(40) 및 출력 인터페이스 모듈(44)은 도 2의 UNI/NNI모듈들(26-1, 26-2, 26-3, 26-4, 28-1, 28-2, 28-3, 28-4)이 될 수 있다. UNI/NNI모듈들(26-1, 26-2, 26-3, 26-4, 28-1, 28-2, 28-3, 28-4)중 트래픽이 입력되는 인터페이스모듈이 입력 인터페이스 모듈(40)이 되며, 트래픽이 출력되는 인터페이스 모듈이 출력 인터페이스 모듈(44)이 된다. 도 3의 스위치(42)는 도 2의 ALS(20-1,20-n) 및 ACS(10)에 대응된다. 상기 입출력 인터페이스모듈(40,44)내에는 트래픽1,2,3에 대응된 인터페이스모듈들(40-1,40-2,40-3, 44-1,44-2,44-3)이 구비되어 있는데, 상기 인터페이스모듈들(40-1,40-2,40-3, 44-1,44-2,44-3)중 입력 인터페이스모듈들(40-1,40-2,40-3)은 입력단1,2,3(40-1,40-2,40-3)으로 칭하고, 출력 인터페이스모듈들(44-1,44-2,44-3)은 출력단1,2,3(44-1,44-2,44-3)으로 칭한다.
도 3을 참조하면, 예컨대 입력 인터페이스 모듈(40)에서는 초과예약이 정의되지 않아 입력 인터페이스모듈(40)의 입력 트래픽1,2,3에 대응하는 링크 각각이100%의 자원을 점유하고, 출력 인터페이스모듈(44)에서는 출력 트래픽3에 해당한 링크에 대해서만 초과예약 계수가 300%로 설정되어 있다고 가정한다. 이렇게 가정되었을 때 출력 인터페이스모듈(44)의 트래픽3에 해당하는 링크는 300%로 초과예약 계수가 설정되어 있으므로 약 30%(정확히는 33.3%정도)의 자원만을 점유할 수 있다. 트래픽3에 해당하는 링크의 나머지 자원(76.6%)은 도 4에 도시되지 않은 입력단에게 할당될 수 있다. 상기와 같은 경우 트래픽 과정에서 과부하가 발생이 되면 상기 입력 인터페이스모듈(40)에 도시되지 않은 임의의 입력단의 입력 트래픽의 셀은 스위치(42)를 통하여 출력 인터페이스 모듈(44)의 출력단3(44-3)에서 폐기된다. 즉 입력 인터페이스모듈(40)에서 100%로 전송하는 내용이 스위치(42)에 부하를 가하게 되는 결과는 가져오는 것이다.
따라서 본 발명의 실시 예에서는 하기와 같은 자원 점유 방식이 되게 한다. 하기와 같은 제어는 도 3의 CAC 제어부(32)에 의해서 수행된다. 하기 설명에서 입력부 및 출력부는 입력 및 출력 링크들, 입력 및 출력 인터페이스 모듈들, 및 입력 및 출력 ALS들을 포함하는 용어임을 이해하여야 한다.
(1) "초과예약 계수(입력) ＞ 초과예약 계수(출력)"일 경우
입력부의 초과예약 계수가 크기 때문에 출력부로 트래픽 량이 감소하여 전달된다. 따라서 출력부에서는 다른 트래픽을 수용해 줄 수 있도록 입력부의 초과예약만큼의 자원을 점유한다. (1)과 같은 경우 자원 점유 방식은 하기 수학식 2와 같다.
PCR(출력) = PCR(입력) = PCR(Original)
SCR(출력) = SCR(입력) = SCR(Original)/초과예약 계수(입력)
ECR(출력) = ECR(입력) = ECR(Original)/초과예약 계수(입력)
(2) "초과예약 계수(입력) ＜ 초과예약 계수(출력)"일 경우
출력부의 초과예약 계수가 큰 경우로 과부하 발생시 입력부에서 많은 셀을 보내도 출력부까지 도달하기 전에 유실될 가능성이 크므로 입력부의 초과예약 계수를 맞춰서 낮추어 준다. (2)와 같은 경우 자원 점유 방식은 하기 수학식 3과 같다.
PCR(입력) = PCR(출력) = PCR(Original)
SCR(입력) = SCR(출력) = SCR(Original)/초과예약 계수(출력)
ECR(입력) = ECR(출력) = ECR(Original)/초과예약 계수(출력)
(3) "초과예약 계수(입력) = 초과예약 계수(출력)"일 경우
입출력부의 초과예약 계수가 동일한 경우로서 이 경우에는 입출력부 모두 같은 초과예약 계수만큼의 자원만을 점유하면 된다. (3)과 같은 경우 자원 점유 방식은 하기 수학식 4와 같다.
PCR(입력) = PCR(출력) = PCR(Original)
SCR(입력) = SCR(출력) = SCR(Original)/초과예약 계수
ECR(입력) = ECR(출력) = ECR(Original)/초과예약 계수
상기한 바와 같은 방식으로 입출력부의 자원 점유량을 할당해 주므로 망의 자원을 보다 효율적으로 사용할 수 있다.
상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위의 균등한 것에 의해 정해 져야 한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 ATM교환기의 UNI/NNI링크의 트래픽에 대한 CAC과정에서 운용자의 초과예약 계수를 설정해 줌으로써 망자원의 효율성을 높인다.

Claims (2)

  1. 사용자 네트워크 인터페이스 및 네트워크 노드 인터페이스 링크들에 대응하여 연결되는 입력 및 출력 인터페이스장치들을 가지는 비동기전송모드 교환기에서 가변비트율 트래픽에 대한 호수락 제어에서의 자원 활용방법에 있어서,
    운용자에 의해 트래픽 상황에 따라 상기 교환기의 입력부 및 출력부에 초과예약 계수를 설정하고, 상기 설정된 입력부 및 출력부의 초과예약 계수를 비교하여 상기 입력부 및 출력부의 자원 점유량을 할당하는 과정과,
    사용자 트래픽 파라미터를 적어도 포함하는 상기 할당된 점유자원 및 상기 운용자에 의해 설정된 입력부 및 출력부의 초과예약 계수를 입력으로 호 수락 제어를 수행하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 자원 활용방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 입력부 및 출력부는 사용자 네트워크 인터페이스 및 네트워크 노드 인터페이스 링크들, 입력 및 출력 인터페이스장치들 및 입력 및 출력 스위치를 포함함을 특징으로 하는 자원 활용방법.
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