KR100380263B1 - 동기 계층 네트워크 시스템 및 그의 데이터 전송 방법 - Google Patents

동기 계층 네트워크 시스템 및 그의 데이터 전송 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따라 동기 계층 네트워크 시스템 및 데이터 전송 방법은,탠덤 접속 모니터링(tandem connection monitoring;TC) 방법이 경로 세그먼트에 걸쳐 정보를 모니터링하기 위해 설정된 적어도 제 2 네트워크 요소(F)와 제 1 네트워크 요소(A) 사이에 적어도 경로 세그먼트를 사용하는 것과, 신호 전송 경로의 인터럽션, 왜곡 또는 스위칭 동작 후에 멀티프레임 얼라인먼트의 손실로 인한 신호 인터럽션을 최소화하는 수단을 사용하는 것이 개시된다.

Description

동기 계층 네트워크 시스템 및 그의 데이터 전송 방법 {A synchronous hierarchic network system and a method of transmitting data therein}
본 발명은 일반적으로 멀티프레임 얼라인먼트에 관한 것으로, 특히, 동기 디지털 계층(SDH)과 동기 광학 네트워크(SONET) 시스템에서 무방해 모니터링(NIM;Non Intrusive Monitoring) 트레일 종단(TT) 싱크 기능들에서의 탠덤 접속 트레일 및 트레일 종단(TT) 싱크 기능들을 위한 멀티 프레임 얼라인먼트에 관한 것이다.
본 발명에 대두되는 문제점은 통상적으로 동기 디지털 계층(SDH) 및 동기 광네트워크(SONET) 시스템에서 탠덤 접속 트레일내에서의 보호 스위치들의 경우에 발생한다. SDH 및 SONET 시스템의 더 양호한 이해를 위해, 뉴저지의 아담 출판사의 "Understanding of SONET/SDH", ISDB 0-9650448-2-3를 참조하였다.
상술된 네트워크 시스템에서, 탠덤 접속은 종단간 경로에 독립적으로 동작하는 관리 모니터링 영역(administrative monitoring domain)을 제공하도록 의도된다. 탠덤 접속 트레일의 설정 규칙들은 ETSI EN 300 417-4-1 과 ITU G.783에 규정되어 있다.
탠덤 접속 트레일의 설정 및 동작은 네트워크 시스템의 나머지 부분에 가능한 영향을 덜 미치는 것이어야 한다. 어떤 임의의 환경(즉, 스위칭 작동이 탠덤 접속 트레일내에서 실행되는 경우)에서, 표준의 현재 버전들에 따른 현재 탠덤 접속 모니터링(TCM) 실행들은 불필요하게 신호 교란들을 확대한다.
따라서, 본 발명의 목적은 보호 스위치들에 의해 야기된 신호 교란들의 확대를 회피함으로서 동기 디지털 계층(SDH) 또는 동기 광 네트워크(SONET)시스템에서 탠덤 접속 트레일내의 보호 스위치의 영향을 줄이는 것이다.
이 목적은 특허청구범위 제 1 항에 정의된 개선된 멀티프레임 얼라인먼트 방법과 제 6 항에 정의된 개선된 동기 계층 네트워크 시스템을 이용하여 달성된다.
임의의 수신된 프레임 얼라인먼트 신호(FAS)값을 기초로하여 신호 전송 경로의 인터럽션, 왜곡 또는 스위칭 동작 후에 인 멀티프레임(In Multiframe) 신호 전송 상태 또는 배열된 신호 수신의 검출은 수신된 프레임 얼라인먼트 신호(FAS)를 검출하는 동안 올-원즈 삽입(all-ones insertion)에 의해 야기되는 신호 전송의 부적절한 인터럽션을 소정의 위치에서만 회피한다.
결과적으로 "추정된 위치에서 발견된 FAS(FAS found at presumed position)" 신호가 "발견된 FAS(FAS found)"신호로 대체되고 검출된 멀티프레임 얼라인먼트 신호의 위치에 관계없이 생성되어, 모든 검출된 멀티프레임 얼라인먼트 신호(FAS)가 유효한 프레임 얼라인먼트 신호(FAS)로써 수용되면, 그때 최단 리얼라인먼트 시간 주기들이 실현된다.
도 1은 "서브레이어가 보호되는 서브-네트워크 접속 보호로 감시되는 서브레이어 (SNC/S:sublayer monitored sub-network connection protection)"라고 불리는 보호 메카니즘을 갖는 탠덤 접속 트레일(Tandem connection trail)을 포함하는 네트워크를 도시하는 도면.
도 2는 스위칭 지점에서의 2개의 서브네트워크 접속들의 위상 관계를 도시하는 도면.
도 3은 현재 실행되는 "멀티프레임 얼라인먼트 프로세스(Multiframe Alignment Process)" 상태도.
도 4는 상태 천이들 사이의 종속성들을 도시하는 도면.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따라 적응된 멀티프레임 얼라인먼트 프로세스의 상태도.
도 6은 프레임 얼라인먼트 신호(FAS)가 스위칭동안에 오버랩하는 동안의 보호 스위치 동작을 도시하는 도면.
도 7는 N1/N2 바이트 비트 7 비트 8 탠덤 접속 멀티프레임 구조를 도시하는 도면.
도 8은 탠덤 접속 멀티프레임의 비트 7-비트 8의 프레임들 # 73 내지 76의 구조를 도시하는 도면.
도 9은 "아웃 오브 멀티프레임 (OOM) 필터링"의 블록도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
NE A: 네트워크 구성 성분 A NE B: 네트워크 구성 성분 B
NE C: 네트워크 구성 성분 C NE D: 네트워크 구성 성분 D
본 발명은 양호한 실시예들을 근거하여 이하에서 더욱 상세하게 설명되었다. 그러나, 이해를 더욱 돕기 위해, 가능한 스위칭을 갖는 탠덤 접속 트레일을 포함하는 네트워크의 표준구성을 도 1에 도시하였다.
단방향 탠덤 접속 트레일은 네트워크 구성 요소 A(NE A)와 네트워크 구성요소F(NE F) 사이에 설립되며, NE A는 탠덤 접속 소스 기능을 유지하고, NE F 는 탠덤 접속 싱크 기능을 유지한다. NE A 와 NE F 사이의 서브-네트워크 접속은 보호된다.
워커 서브-네트워크 접속은 NE B - NE C NE D(신호 a)를 경유하여 이루어지며, 보호 서브-네트워크 접속은 NE E(신호 b)를 경유하여 이루어진다. 보호 메카니즘은 "서브레이어가 감시되는 서브-네트워크 접속 보호"(SNC/S)이며, 이는 2개의 서브-네트워크 접속(SNCs)의 각각을 위한 탠덤 접속 무방해 모니터링 트레일 종료 싱크 기능들의 결과에 기초한다.
보호 스위치 동작의 경우, 탠덤 접속 싱크 기능은 상술한 바와 같이 신호 a를 대신하여 신호 b를 수신한다.
다른 경로들을 이용하여 네트워크를 통해 루팅된(route) 데이터 신호들은, 한편으로는 광섬유 또는 케이블상의 전송 지연에 의해 야기되고 다른 한편으로는 상이한 네트워크 구성요소들내의 프로세싱 시간에 의해 야기되는 상이한 런 타임(run time)들을 경험할 것이다. 그러므로, 2개의 신호들은 공통 지점(여기서는: NE F 에서의 보호 스위치 선택기의 입력)에서 상이한 위상을 가지고 도착한다.
1 Km 의 케이블 또는 광섬유는 대략 5 μs 의 전송 지연을 준다는 것을 유의하여야 한다. 보호된 링 아키텍쳐에서, 짧은 경로는 2개의 인접한 노드사이가 되는 반면, 긴 경로는 상기 링내의 다른 모든 노드들을 포함할 수 있다. 전형적인 애플리케이션에서, 위상차는 몇 SDH/SONET 프레임 길이들의 범위내에 있을 수 있다. 다음 텍스트에서는, SDH 표시법(VC)만을 사용하였다.
도 2는 2개의 신호사이에 한개의 프레임 길이보다 큰 위상차(T)를 갖는 신호(a,b)를 도시한다. 이 신호들은 VC 프레임들(..., x-2,x-1,x,x+1,x+2,...)을 포함한다. 짧은 경로에서 긴 경로로의 스위칭은 2번째에 많은 프레임의 수신을 초래할 가능성이 큰 반면에, 긴 경로에서 짧은 경로로의 스위칭은 많은 프레임의 손실을 야기한다. 이것은 탠덤 접속 싱크 기능에서의 임의의 결과들을 갖는다.
탠덤 접속 싱크에서의 탠덤 접속 트레일의 동작은 표준화된 프로토콜에 근거한다. 이 프로토콜은 N1/N2 바이트들에 포함된 프레임 얼라인먼트 신호(FAS)를 검사하는데 필요하다. 프레임 얼라인먼트 신호(FAS)는 76개의 프레임 탠덤 접속 멀티프레임의 1 내지 8 프레임에서 "1111 1111 1111 1110" 비트 패턴으로 정의된다.
멀티프레임을 검사하는 프로세스를 도 3에 도시하였다. 멀티프레임 얼라인먼트는 바이트 N1/N2의 비트 7 내지 8내에서 프레임 얼라인먼트 신호(FAS)를 탐색하는 것에 기초하여 발견된다. 인 멀티프레임(In Multiframe;IM) 상태, 즉 올바른 신호 전송의 상태에서, 그 신호는 그 얼라인먼트에 대한 추정된 멀티프레임 시작 위치에서 연속적으로 검사된다.
그러나, 2개의 연속적인 프레임 얼라인먼트 신호(FAS)가 에러로 검출되면, 프레임 얼라인먼트는 손실되어진 것으로 여겨진다 (아웃 오브 멀티프레임(OOM) 상태에 들어감). 한개의 비-에러(non-errored) 프레임 얼라인먼트 신호(FAS)가 임의의 지점에서 발견되면, 프레임 얼라인먼트는 회복될 것으로 여겨지며, 즉 인 멀티프레임(IM) 상태에 들어간다.
탠덤 접속 싱크 기능 이전의 보호 스위치 동작은 상술한 상이한 신호 지연들로 인한 탠덤 접속 싱크에서의 N1/N2 바이트의 손실 또는 복제를 야기할 가능성이 있다. 탠덤 보정 멀티프레임 구조의 올바른 길이(correct length)가 교란되고 프레임 얼라인먼트 신호(FAS)가 더 이상 그 추정된 멀티프레임 시작 위치에서 발견되지 않을 때, 이것은 얼라이먼트 프로세스가 인 멀티프레임 상태를 떠나도록 하고, 즉 아웃 오브 멀티프레임 상태(OOM)에 들어가도록 야기한다. 아웃 오브 멀티프레임(OOM) 상태는 그때 탠덤 접속 손실 결함(dLTC: Loss of Tandem Connection defect)으로써 해석되며, 이 탠덤 접속 손실 결함은 올-원즈 삽입(all-ones insertion)과 같은 결과적인 동작을 야기한다. 결과적으로, 나오는 신호는, IM 상태에 다시 들어갈 때까지, 올-원즈(all-ones)로 오버라이팅(overwrite)된다.
도 4는 보호 스위치에 의해 발생된 결함의 종속성들 및 시간 시퀀스들을 도시한다. 시퀀스 IM(TIM=max.19 ms/76ms) -> OOM(TOOM=max.9.5 ms/38ms) -> IM 은 125 마이크로초 VC 프레임 (VC-4, VC-4-Xc 및 VC-3)에 근거한 탠덤 접속 신호들에 대해 약 TALL= max. 28.5 ms를 필요로하고, 500 마이크로초 VC 프레임(VC-2, VC-12 및 VC-11)에 근거한 탠덤 접속 신호들에 대해 약 TALL= max.114 ms를 필요로 한다.
이것은 약 TOOM(max. 9.5/38ms) 동안 트래픽을 복구했던 보호 스위치 동작이후, 출력 신호가 다시 약 TIM(max.19/76ms) 정도 교란(disturb)되는 것을 의미한다. 이 교란은 설정된 탠덤 접속 트레일이 없는 경우에는 존재하지 않는다.
바람직한 실시예
예컨대 상술된 것들과 같은, 확대된 신호 교란들을 회피하기 위해, 보호 스위치에 의한 데이터 지연 차이들이 탠덤 접속 손실 결함(dLTC)로 인한 트래픽 인터럽션을 생성하거나 확대시키지 않도록 본 발명에 따라 탠덤 접속 싱크 프로세스를 변화시키는 것이 필요하다.
이러한 접근으로, 상기 진보적인 개선은 주로 수동 또는 강제된 보호 스위치의 경우에 효과적이다. 이러한 경우, 스위칭 동작에 의해 발생되는 신호 인터럽션은 매우 짧고(10ms 미만), 멀티프레임 그 자체는 스위칭 프로세스 이전에 교란되지 않는다. 스위칭 동작이 개시(예컨대, SSF, TC-UNEQ)되기 전에 멀티프레임이 손실되는 경우들에서는, 상술한 해결책들의 장점이 더 작다.
개선된 멀티프레임 얼라인먼트 프로세싱
제 1 실시예에서, 멀티프레임 얼라인먼트 프로세스는 스위칭 동작에 의한 데이터 지연차가 더이상 멀티프레임 얼라인먼트 상태 머신(state machine)에서 IM -> OOM ->IM 시퀀스들을 초래하지 않도록 변화된다. 이를 달성하기 위해, 상태 천이 B 는 "추정된 위치에서 발견된 FAS"로부터 단순히 "발견된 FAS" 로 변화된다. 그 위치에 관계없이, 모든 검출된 프레임 얼라인먼트 신호(FAS)는 이 진보적인 실시예에 따라 유효한 신호 즉, "발견된 FAS"로써 수용되며, 새로 배열된 또는 재동기화된 신호 전송의 수용을 위한 과도한 지연이 회피된다.
또한, "인 멀티프레임 2(IM2)"상태가 부가된다. 이 새로운 "인 멀티프레임" 상태는 특정 스위치 상황을 처리하기 위해 필요하다: 구 프레임 얼라인먼트 신호(FAS)와 새로운 프레임 얼라인먼트 신호 모두가 수신되고 새로운 프레임 얼라인먼트 신호(FAS)가 구 프레임 얼라인먼트 신호보다 늦게 수신되는 순간에, 보호 스위칭 동작이 발생한다면, 상태 머신(도 3참조)은 또한 상기 IM2 상태 없이 아웃 오브 멀티프레임 (OOM)상태로 들어간다. 이러한 상황은 도 6에 도시되어 있다. 새로운 프로세싱 상태도를 도 5에 도시하였다. 멀티프레임 얼라인먼트 상태 및 상대적인 위치에 독립하여 모든 수신된 프레임 얼라인먼트 신호(FAS)를 수용하는 것은 탠덤 접속내의 보호 스위치들에 의해 야기되는 IM -> OOM -> IM와 같은 상태 전이들을 회피할 것이다. 그러한 교란들은 현재 실행들에서 강요되고 있다.
상기 개선된 멀티프레임 얼라인먼트에 있어서, 스위칭 동작 후에 상기 새로운 멀티프레임 위치를 프로세싱하는 것은 즉시 수용된다. 그러므로, 아웃 오브 멀티프레임(OOM) 상태로 되지 않고, 예컨대 올-원즈 삽입과 같은 관련 후속 동작들이 전혀 개시되지 않는다.
본 발명에 따라, 스위칭 동작에 의해 야기되는 신호 교란은 가능한 짧게 유지된다.
그러나, 이러한 실행에 있어서, 프레임 얼라인머트 신호(FAS)의 잘못 검출될 가능성은 약간 증가하지만, 여전히 수용할 수 있다. 표준으로 정의된 N1/N2 바이트 프로토콜은 도 7 및 도 8에 도시되어 있다. 그것은 모든 탠덤 접속 트레일 트레이스 식별자(TC-TTI) 바이트의 가장 중요한 비트에서 '0'을 요청한다. 또한, 최종으로 수신된 탠덤 접속 멀티프레임 바이트는 예약된 값 '0'을 갖는 6비트들을 포함한다.
비트 에러들이 데이터 신호에 존재하여야만 FAS가 잘못 검출될 수 있다. 잘못된 프레임 얼라인먼트 신호(FAS)가 검출되는 2개의 조건이 존재한다.
제 1 조건: 제 1 TC-TTI 바이트의 가장 중요한 비트내의 비트 에러와 결합한 '1111111'의 CRC-7 검사합(checksum)과 제 1 TC-TTI 바이트의 다른 7 비트들에 포함된 '1111110'의 값이 발생한다.
제 2 조건: 이러한 바이트들의 비트들 2 내지 8에 포함된 '1111111' 및 '1111110'의 TC-TTI 값들과 결합된 2개의 연속적인 TC-TTI 바이트들 중 가장 중요한 비트들내의 두개의 비트 에러들이 수신된다.
그러나, 잘못된 프레임 얼라인머트 신호(FAS)가 수용되는 경우조차도, 그 다음 (올바른) 프레임 얼라인먼트 신호(FAS)의 수신이후 부정합이 즉시 보정된다. 부가적인 에러는 트레이스 식별자가 (잘못된 FAS을 위한 필요한 비트에러로 인해) 어쨌든 잘못되었다고 천명할 때, 검출될 것이다.
아웃 오브 멀티프레임(OOM) 필터링
본 발명의 다른 바람직한 실시예에서, 아웃 오브 멀티프레임(OOM) 상태에 의해 발생하는 올-원즈 삽입은 임의의 시간동안 억제된다. 이러한 해결책에서, 올-원즈 삽입을 야기하는 탠덤 접속 손실 결함(dLTC)은 종래의 상태에서처럼 아웃 오브 멀티프레임(OOM) 상태로부터 직접적으로 유도되지는 않는다. 아웃 오브 멀티프레임(OOM) 상태는 현재 정의된 것처럼 검출되지만(도 3 참조), dLTC는 아웃 오브 멀티프레임(OOM)이 임의의 시간 간격동안 활성인 경우에만 설정된다.
상기 간격의 길이는 0 내지 3 의 탠덤 접속 멀티프레임으로 구성될 수 있다. 0 멀티프레임의 기간이 선택된다면, 전체 알고리즘은 현재의 실행들처럼 동작할 것이다. 1보다 큰 임의의 다른 값은 아웃 오브 멀티프레임(OOM) 상태가 선택된 간격 길이동안 활성화되었을 때까지 올-원즈 삽입을 억제할 것이다.
보호 스위치들의 경우, IM -> OOM -> IM 과 같은 천이들이 존재할 것이지만, 아웃 오브 멀티프레임(OOM) 상태는 2 TCM 멀티프레임보다 더 짧고, 그러므로 결과적인 동작 즉, "올-원즈 삽입 동작(all-ones insertion)"이 억제될 것인데, 그 이유는 탠덤 접속 손실 결함(dLTC) 신호가 설정되지 않을 것이기 때문이다. 이러한 해결책에 대한 블록도는 도 9에 도시되어 있다.
제 1 해결책에 대한 이 프로세스의 장점은 비트 에러 면역이 현재 사용되는 프로세스만큼 높다는 것이다. 단점은 탠덤 접속 손실(dLTC)에 대한 검출 시간이 증가한다는 것이다.
또다른 진보적인 개선은 OOM 상태의 경우에 dTIM 결함을 일시 중지할 수 있다는 것이다. 이것은 dTIM 결함이 보호 스위치 동작으로 인해 검출되는 것을 방지할 것이다. 그러므로, 검출된 dTIM 결함에 대한 결과적인 동작인 올-원즈 삽입에 의해 야기되는 신호 인터럽션이 확대되지 않는다.

Claims (8)

  1. 탠덤 접속 모니터링(tandem connection monitoring;TC) 방법이 경로 세그먼트에 걸쳐 정보 전송을 모니터링하기 위해 설정되는 적어도 제 2 네트워크 구성요소(F)와 제 1 네트워크 구성요소(A) 사이에 적어도 상기 경로 세그먼트를 포함하는 동기 계층 네트워크 시스템의 데이터 전송 방법에 있어서,
    제 1 수신된 프레임 얼라인먼트 신호(FAS) 값의 검출에 기초하여 상기 신호 전송 경로의 인터럽션 또는 왜곡 또는 스위칭 동작 후의 인 멀티프레임(In Multiframe) 신호 전송 상태 또는 배열된 신호 수신을 검출하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    "추정된 위치에서 발견된 FAS(FAS found at presumed position)" 검출은, 상기 프레임 얼라인먼트 신호(FAS)의 추정된 위치에 대해 독립하여 프레임 얼라인먼트 탐색을 실행하는 "발견된 FAS(FAS found)" 검출로 대체되며, 모든 검출된 프레임 얼라인먼트 신호(FAS)는 유효한 프레임 얼라인먼트 신호(FAS)로서 수용되는, 데이터 전송 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    부가의 "인 멀티프레임 2(IM2:In Multiframe 2)" 상태 신호를 발생하는 단계를 포함하고, 이 단계는,
    새로운 프레임 얼라인먼트 신호(FAS)와 구 프레임 얼라인먼트 신호 (FAS)가 오버랩(overlap)하고 상기 새로운 프레임 얼라인먼트 신호(FAS)가 상기 구 프레임 얼라인먼트 신호보다 시간적으로 더 늦게 수신되는 순간에, 보호 스위치 동작이 발생하는 스위칭 상황을 처리하기 위한 것이고,
    상태 머신(state machine)이 아웃 오브 멀티프레임(OOM;Out Of Multiframe) 상태에 들어가는 것을 회피하기 위한 것인, 데이터 전송 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 "인 멀티프레임 2(IM2)" 상태는 인터럽션 또는 왜곡 또는 스위칭 동작 후에 상기 수신된 신호의 새로운 프레임 얼라인먼트를 위한 검출 기간을 확대하는데 사용되는, 데이터 전송 방법.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    아웃 오브 멀티프레임(OOM) 상태에 들어가지 않고, 그러므로 올-원즈(all-ones) 삽입과 같은 관련 표준화된 후속 동작들이 전혀 시작되지 않는, 데이터 전송 방법.
  6. 특히 제 1 항에 따른 데이터 전송 방법에 적응되는, 동기 계층 네트워크 시스템에 있어서,
    탠덤 접속 모니터링(TCM) 방법이 경로 세그먼트에 걸쳐 정보를 모니터링하기 위해 설정되는 적어도 제 2 네트워크 구성요소(F)와 제 1 네트워크 구성 요소(A) 사이에 적어도 상기 경로 세그먼트를 포함하는 동기 계층 네트워크 시스템으로서,
    배열된 신호 수신의 검출에 기초하여 상기 신호 전송의 인터럽션 또는 왜곡 또는 스위칭 동작 후의 멀티프레임 얼라인먼트의 손실에 기인하는 신호 인터럽션을 감소시키거나, 상기 제 1 수신된 프레임 얼라인먼트 신호(FAS) 값의 검출에 기초하여 상기 신호 전송 경로의 인터럽션 또는 왜곡 또는 스위칭 동작 후의 인 멀티프레임 신호 전송 상태에 기인하는 신호 인터럽션을 감소시키기 위한 수단을 특징으로 하는, 동기 계층 네트워크 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    모든 수신된 프레임 얼라인먼트 신호를 유효한 프레임 얼라인먼트 신호로서 수용하기 위한 수단을 포함하는 동기 계층 네트워크 시스템.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    부가의 "인 멀티프레임 2(IM2)" 상태 신호를 생성하기 위한 수단을 포함하며, 상기 부가의 "인 멀티프레임 2(IM2)" 상태 동안 또는 상기 부가의 "인 멀티프레임 2(IM2)" 상태 신호를 시그널링(signalling)할 때, 새로운 수신된 프레임 얼라인먼트 신호(FAS)를 위한 검출기간이 확대되는 동기 계층 네트워크 시스템.
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