KR100423530B1 - 에이티엠 접속망 및 망 접속 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 ATM 접속망에 관한 것으로 특히, ATM 접속망을 구성하는 각 노드들을 듀얼 링으로 연결하여, 구현이 간단하고 망 성능이 안정적인 ATM 접속망 및 망 접속 방법에 관한 것이다.
종래 ATM 접속망은 각 노드(DSLAM)들을 통과하는 모든 ATM 셀 트래픽이 중앙의 노드(NAS)를 거쳐야 하므로 중앙 노드에 과다 부하가 걸릴 수 있고, 중앙 노드가 망 전체를 제어하므로 중앙노드의 신뢰도에 너무 의존적이어서 중앙 노드가 너무 복잡해 질 수 있으며, 중앙 노드 고장시 망 전체가 마비되는 문제점이 있었다.
또한, 각 노드와 중앙의 노드가 1:1로 연결되므로 링크 구성에 드는 케이블링 비용이 높아 초기 투자 비용이 과다하게 소요되는 문제점이 있었다.
본 발명은, ATM 접속망을 구성하는 각 노드들을 듀얼 링으로 연결함으로써, 망 구성이 간단하고 비용 절감의 효과가 있고, 중앙 노드에 집중되는 데이터가 각 노드에 고르게 분포되므로 중앙 노드의 부하를 줄일 수 있어, 사용자의 수가 증가하더라도 망 성능을 유지할 수 있으며, 또한 망을 구성하는 노드간 실제 거리가 더 가까워지므로 전송 지연이 줄어 들어 전송 속도가 증가하며, 각 노드에 듀얼 링 동작을 위한 결합 장치만 추가하면 쉽게 ATM 접속망을 구현할 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 ATM 접속망에 관한 것으로 특히, ATM 접속망을 구성하는 각 노드들을 듀얼 링으로 연결하여, 구현이 간단하고 망 성능이 안정적인 ATM 접속망 및 망 접속 방법에 관한 것이다.
일반적으로, ATM 접속망은 점 대 점(Point-to-Point)연결에 의한 Star 방식으로 중앙의 기준 노드에서 주위의 나머지 노드들을 중앙 집중식으로 관리한다.
첨부된 도면 도 1은 종래 Star 방식의 ATM 접속망을 도시한 도면으로서, ATM 접속망은, 음성이나 데이터를 사용하는 여러 디지털 가입자 회선이 집선되는 다수 개의 IAD(Integrated Access Device)(10)와, IAD(10)와 전화선으로 연결되어 DSL(Digital Subscriber Line) 다중화 기술을 사용하여 고속 백본 회선(ATM/IP)에 신호를 전송하는 다수 개의 가입자 회선 다중화 수단(Digital Subscriber LineAccess Multiplexer : DSLAM)(11~13) 및 DSLAM(11~13)과 STM-1급이나 DS3급으로 연결되고, 사용자 인증과 DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)를 사용한 IP 할당을 통해 ATM/IP망과 데이터를 송수신하는 NAS(Network Access Server)(14)로 구성된다.
상기와 같은 구성을 가지는 ATM 접속망의 동작을 상세하게 설명하면 다음과 같다.
동일 엑세스망 가입자끼리 데이터를 송수신하기 위해서 각 DSLAM(11~13)은 가입자가 송신하는 데이터를 ATM 셀로 변환하여 NAS(14)로 전송한다.
이에, 각 DSLAM(11~13)과 1:1로 연결되어 있는 NAS(14)는 각 DSLAM(11~13)으로부터 전송되는 모든 데이터를 처리한 후, 목적지 DSLAM(11~13)으로의 가상 경로를 설정하고 설정된 경로로 ATM 셀을 스위칭한다.
예컨대, 송신측 DSLAM에서 '1'번 가상 채널을 통해 ATM 셀 형태로 데이터가 NAS로 전송되는 경우, NAS는 목적지 가입자로 데이터를 송신하기 위해 ATM 셀을 번역해서 수신측 DSLAM과 '2'번 가상 채널을 설정할 수 있다. 이러한 가상 채널 '1' 및 '2'가 설정이 되면 송신측 DSLAM과 수신측 DSLAM은 '1' 및 '2'번 가상채널을 통해 NAS와 데이터를 송수신하게 된다.
DSLAM(11~13)과 NAS(14)사이의 가상채널은 이론상 ATM 셀 헤더의 VPI/VCI 개수만큼 가능하지만 실제로는 DSLAM(11~13)과 NAS(14) 사이의 링크의 대역폭에 의해 사용할 수 있는 채널 수가 한정된다.
그리고, NAS(14)에는 여러 개의 DSLAM(11~13)이 연결될 수 있는데, 3개의 DSLAM이 연결되는 경우 한 DSLAM당 가능한 총 가상채널 수가 2048개라고 가정하면 NAS(14)에서 사용 가능한 총 가상채널 수는 6144개가 된다.
따라서, DSLAM(11~13)에 연결된 가입자가 일시에 6144개의 가상채널을 통해 데이터를 송수신한다면 NAS(14)는 모든 가상채널로 들어오는 ATM 셀을 처리하여 목적지 DSLAM(11~13)으로 스위칭시켜야 하는 부담을 안게 된다.
반면, 데이터를 송수신하는 가입자의 수가 적을 때는 DSLAM(11~13)과 1:1로 연결된 NAS(14)의 대역폭을 낭비하게 되어 비효율적이다.
전술한 바와 같이, 종래 ATM 접속망은 각 노드(DSLAM)들을 통과하는 모든 ATM 셀 트래픽이 중앙의 노드(NAS)를 거쳐야 하므로 중앙 노드에 과다 부하가 걸릴 수 있고, 중앙 노드가 망 전체를 제어하므로 중앙노드의 신뢰도에 너무 의존적이어서 중앙 노드가 너무 복잡해 질 수 있으며, 중앙 노드 고장시 망 전체가 마비되는 문제점이 있었다.
또한, 각 노드와 중앙의 노드가 1:1로 연결되므로 링크 구성에 드는 케이블링 비용이 높아 초기 투자 비용이 과다하게 소요되는 문제점이 있었다.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 그 목적은, ATM 접속망을 구성하는 각 노드들을 듀얼 링으로 연결함으로써, 중앙 노드에 집중되는데이터를 각 노드에 분산시켜 중앙 노드의 과부하를 방지하고, 안정적으로 망을 운용할 수 있으며, 간단하고 저렴한 비용으로 ATM 접속망을 구현하는데 있다.
도 1은 종래 ATM 접속망의 구성 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 ATM 접속망의 구성 블록도.
도 3은 본 발명에 따른 UNI 모드 ATM 셀 헤더의 GFC 필드를 도시한 도.
도 4는 본 발명에 따른 결합 장치의 구성 블록도.
도 5는 정상 운용시 ATM 접속망의 동작을 도시한 도.
도 6은 비정상 운용시 ATM 접속망의 동작을 도시한 도.
도 7은 비정상 운용 상태에서 정상 운용 상태로 복구시 ATM 접속망의 동작을 도시한 도.
도 8은 본 발명에 따른 ATM 접속망에 접속하는 과정을 설명하기 위한 플로우챠트.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
20 : IAD 21,22,24 : DSLAM
23 : NAS 40 : 결합 장치
50 : 제 1 결합부 60 : 제 2 결합부
51,61 : M 모듈 52,62 : VPI/VCI 모듈
53,63 : P 모듈 54,64 : 긴급 전송 버퍼
55,65 : 전송 버퍼 56,66 : 제어 모듈
70 : 연결 모듈 80 : 관리 모듈
90,120 : 입력 버퍼 100,110 : 출력 버퍼
130 : ATM 셀 처리부
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 특징은, 다수의 디지털 가입자가 송신하는 데이터를 ATM 셀로 변환하여 전송하거나, 전송되는 ATM 셀을 데이터로 변환하여 상기 가입자에게 송신하는 다수 개의 가입자 회선 다중화 수단과, 상기 가입자 회선 다중화 수단이 전송하는 ATM 셀을 ATM/IP 망으로 정합하는 NAS로 이루어진 ATM 접속망에 있어서, 상기 가입자 회선 다중화 수단과 NAS는, 접속망 정상 운용시 듀얼링으로 구성되어 상기 듀얼링을 통해 일반 ATM 셀 및 ATM 제어셀을 각각 전송하고, 접속망 비정상 운용시 단일링으로 구성되어 상기 단일링을 통해 일반 ATM 셀과 ATM 제어셀을 함께 전송하는 것을 특징으로 하는 에이티엠 접속망을 제공하는데 있다.
여기서, 상기 가입자 회선 다중화 수단과 NAS는, 상기 듀얼링을 통해 전송되는 ATM 셀의 VPI/VCI 값에 따라 상기 ATM 셀을 수신하여 처리하거나, 우선 순위에 따라 순차 바이패스시키는 결합 장치를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 결합 장치는, 상기 듀얼링 중 하나의 링을 통해 전송되는 일반 ATM 셀의 VPI/VCI 값에 따라 상기 일반 ATM 셀을 수신하거나 순차 바이패스시키는 제 1 결합부와; 상기 듀얼링 중 다른 하나의 링을 통해 전송되는 ATM 제어셀의 VPI/VCI 값에 따라 상기 ATM 제어셀을 수신하거나 순차 바이패스시키는 제 2 결합부와; 접속망 비정상 운용시 상기 제 1 결합부와 제 2 결합부를 연결하여 제 1 결합부와 제 2 결합부를 통해 ATM 셀이 트래픽되게 하는 연결 모듈과; 상기 연결 모듈과 연동하여 상기 ATM 셀 전송 허용값에 따라 ATM 셀 전송이 이루어지도록 관리하는 관리 모듈과; 상기 제 1 결합부 또는 제 2 결합부가 수신한 ATM 셀을 처리하는 ATM 셀 처리부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1 결합부 및 제 2 결합부는, 전송되는 ATM 셀의 GFC 필드의 M 비트 값에 따라 상기 ATM 셀을 바이패스시키거나 폐기하는 M 모듈과; 상기 M 모듈이 바이패스시키는 ATM 셀을 VPI/VCI 값에 따라 수신하거나 바이패스 또는 폐기하는 VPI/VCI 모듈과; 상기 VPI/VCI 모듈이 바이패스시키는 ATM 셀을 GFC 필드의 P 비트값에 따라우선순위별로 바이패스시키는 P 모듈과; 접속망 정상 운용시 상기 P 모듈이 바이패스시키는 ATM 셀을 링으로 순차 전송하고, 접속망 비정상 운용시 상기 연결 모듈로부터 트래픽되는 ATM 셀을 링으로 순차 전송하는 제어 모듈을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
나아가, 상기 일반 ATM 셀 및 ATM 제어셀의 헤더는, 셀의 무한루핑을 방지하기 위한 M 필드와; 상기 일반 ATM 셀과 ATM 제어셀을 구별하기 위한 NR 및 DR 필드와; 링으로 전송되는 일반 ATM 셀 또는 ATM 제어셀의 우선순위를 나타내는 P 필드를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
더 나아가, 본 발명의 또다른 특징은, 접속망 정상 운용시 듀얼링으로 구성되어 상기 듀얼링을 통해 일반 ATM 셀과 ATM 제어셀을 각각 전송하고, 접속망 비정상 운용시 단일망으로 구성되어 상기 단일망을 통해 일반 ATM 셀과 ATM 제어셀을함께 전송하는 다수 개의 가입자 회선 다중화 수단 또는 NAS에서, 상기 듀얼링을 통해 전송되는 ATM 셀의 VPI/VCI 값을 확인하는 과정과; 상기 ATM 셀의 VPI/VCI 값에 따라 상기 ATM 셀을 처리하거나 바이패스 또는 폐기하는 과정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 에이티엠 접속망 접속 방법을 제공하는데 있다.
여기서, 상기 NAS는, 상기 전송되는 ATM 셀 헤더의 GFC 필드의 M 필드 값을 확인하여 무한 루핑 ATM 셀을 폐기하는 과정을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 ATM 셀의 처리, 바이패스 또는 폐기는, ATM 셀의 VPI/VCI값이 자신의 VPI/VCI값과 일치하는 경우 상기 ATM 셀을 그 종류에 따라 처리하고, 자신의 VPI/VCI값과 일치하지는 않지만 VPI/VCI 테이블에는 있는 경우 상기 ATM 셀을 우선순위에 따라 바이패스시키며, 자신의 VPI/VCI값과 일치하지도 않고 VPI/VCI 테이블에도 없는 경우 상기 ATM 셀을 폐기하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 ATM 셀의 종류에 따른 처리는, 상기 ATM 셀 헤더의 GFC 필드의 NR 및 DR 필드 값을 확인하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 ATM 접속망은 첨부한 도면 도 2에 도시한 바와 같이, 다수 개의 IAD(20)가 DSL회선으로 DSLAM(21,22,24)과 연결되어 있고, 다수 개의 DSLAM(21,22,24)과 NAS(23)은 점대점(point-to-point) 방식으로 연결되어 듀얼링(Dual Ring)을 구성한다.
듀얼 링은 이중화된 링으로써, 제 1 링(Primary Ring)과 제 2 링(Secondary Ring)으로 이루어져 주변 노드(21~24) 즉, 다수 개의 DSLAM(21,22,24)과 NAS(23)를 연결하는데, 제 1 링은 접속망 정상 운용시 ATM 제어셀인 초기화(reset) 셀과 초기화 요구(reset request) 셀을 제외한 일반 ATM 셀을 전송하고, 링크가 단선되는 등의 접속망 비정상 운용시 제 2 링과 함께 모든 ATM 셀 즉, 일반 ATM 셀과 ATM 제어셀을 전송한다.
제 2 링은 제 1링과 반대로 회전하며, 접속망 정상 운용시 초기화 셀과 초기화 요구 셀을 전송하고, 접속망 비정상 운용시 제 1 링과 함께 모든 ATM 셀을 전송한다.
듀얼 링으로 연결된 다수 개의 DSLAM(21,22,24)은 초기 셋업시 각각 자신이 링으로 전송할 수 있는 ATM 셀 개수(이하 'ATM 셀 전송 허용값'이라고 칭함)를 설정하고, 링크 단선 등으로 링이 재구성되면 ATM 셀 전송 허용값을 재설정한다.
그리고, 각 DSLAM(21,22,24)은 설정된 ATM 셀 전송 허용값만큼 ATM 셀을 전송한 후에는 ATM 셀 전송 허용값이 재설정되기 전까지 초기화 셀 및 초기화 요구 셀을 제외한 일반 ATM 셀을 전송할 수 없다.
따라서, 각 DSLAM(21,22,24)은 기설정된 ATM 셀 전송 허용값에 따라 ATM 셀을 전송한 후에는 ATM 셀 전송 허용값의 재설정을 요구하는 초기화 요구셀을 NAS(23)로 송신하고, NAS(23)로부터 초기화 셀을 수신하여 자신의 ATM 셀 전송 허용값을 재설정한다.
이때, 각 DSLAM(21,22,24)의 ATM 셀 전송 허용값 재설정을 위해서는 DSLAM(21,22,24)에서 트래픽되는 ATM 셀이 모니터링되어야 하는바, NAS(23)가 그 기능을 수행한다.
즉, 각 DSLAM(21,22,24)은 ATM 셀 재전송을 위해 트래픽되는 ATM 셀을 모니터링을 하는 NAS(23)에 초기화 요구 셀을 송신하여 초기화 셀을 요구하고, NAS(23)는 망의 ATM 셀 트래픽 상황을 고려한 후, 해당 DSLAM(21,22,24)으로 초기화 셀을 송신하여 해당 DSLAM(21,22,24)이 효율적으로 자신의 ATM 셀 전송 허용값을 재설정하게 한다.
한편, 듀얼 링 상에서의 ATM 셀 라우팅은 기본적으로 UNI(User Network Interface) 모드로 사용되는 ATM 셀 헤더의 GFC(Generic Flow Control) 필드와 VPI/VCI 필드를 통해 이루어진다.
듀얼 링으로 연결된 NAS(23)와 다수 개의 DSLAM(21,22,24) 노드들은 한 개 이상의 자신의 고유한 VPI/VCI 값을 가지고 이를 주소로 활용하며, 링 상의 다른 노드(21~24)의 VPI/VCI값과 '0'을 테이블로 가지고 있다.
각 노드(21~24)에서 나가는 초기화 요구 셀을 제외한 ATM 셀은 목적지 노드(21~24)의 VPI/VCI값을 헤더에 저장하며, ATM 셀을 수신한 각 노드(21~24)는 헤더의 VPI/VCI값이 자신의 VPI/VCI값과 일치하는 경우 수신한 ATM 셀을 처리하고, 자신의 VPI/VCI값과 일치하지는 않지만 VPI/VCI 테이블에는 있는 경우 바이패스(Bypass)시키며, 자신의 VPI/VCI값과 일치하지도 않고 VPI/VCI 테이블에도 없는 경우 ATM 셀에 오류가 발생한 것으로 판단하여 수신한 ATM 셀을 폐기한다.
VPI/VCI 값이 '0'인 셀은 초기화 셀의 한 종류로서 NAS(23)에서만 송신되어 각 DSLAM(21,22,24)으로 일제 송신되는 셀이다.
첨부한 도면 도 3은 본 발명에 따른 UNI 모드 ATM 셀 헤더의 GFC 필드를 도시한 도면으로서, 전체 4비트 크기의 GFC 필드는 ATM 셀 즉, 일반 ATM 셀과 초기화 셀 및 초기화 요구 셀을 구별하거나, 링 상에 잘못 돌아다니는 ATM 셀을 처리하는데 사용되며, 트래픽되는 ATM 셀에 우선순위(low, high)를 부여하는 기능이 있다.
상세하게는, GFC 필드의 처음 1 비트(bit)는 'M' 필드로서, 각 DSLAM(21,22,24)에서 처음 출력되는 모든 ATM 셀은 'M' 필드의 값이 '0'으로 설정되며, 바이패스시에도 그 값은 변하지 않는다. 그리고, NAS(23)에서 전송되는 모든 셀 즉, 처음 출력되는 ATM 셀과 바이패스되는 셀은 'M' 필드의 값이 '1'로 설정된다. 따라서, NAS(23)로 전송되는 셀의 'M' 필드의 값이 '1'이면 순서가 뒤바뀐 잘못된 셀이므로 NAS(23)는 이 셀을 폐기함으로써, ATM 셀이 링 상에서 무한루핑되는 것을 방지한다.
GFC 필드의 다음 2 비트는, 각각 1 비트 크기를 가지고 초기화 셀과 초기화 요구 셀을 정의하는 NR 및 DR 필드로서 그 정의는 아래의 표 1과 같다.
| NR | DR | 설명 |
| 0 | 0 | 일반 ATM 셀 |
| 0 | 1 | DSLAM이 출력하는 특정 DSLAM 초기화 요구 셀(VPI/VCI로 구분) |
| 1 | 0 | NAS가 출력하는 모든 DSLAM 초기화 셀(VPI/VCI=all '0') |
| 1 | 1 | NAS가 출력하는 특정 DSLAM 초기화 셀(VPI/VCI로 구분) |
상기 표 1과 같이, 일반 ATM 셀은 NR 및 DR 필드에 (0, 0)의 값을 가지고, 초기화 요구 셀은 (0, 1)의 값을 가진다. 그리고, NR 및 DR 필드가 (1, 0)인 경우는 링이 재구성되거나 시스템을 다시 시작하는 경우 등의 특별한 경우에 NAS(23)가 모든 DSLAM(21,22,24)의 ATM 셀 전송 허용값을 초기화시키기 위해 각 DSLAM(21,22,24)으로 초기화 셀을 출력할 때 사용한다. 이 때 VPI/VCI 값은 일제 송신을 의미하여 모두 '0'으로 설정된다.
NR 및 DR 필드가 (1, 1)인 경우는 ATM 셀 모니터링 기능을 수행하는 NAS(23)가 특정 DSLAM(21,22,24)으로부터 초기화 요구 셀을 수신한 후, ATM 셀의 트래픽 상황을 고려해 특정 DSLAM(21,22,24)의 ATM 셀 전송 허용값을 재설정시킬 때 사용한다.
GFC 필드의 마지막 1 비트는, P 필드로서 듀얼 링 상에서 트래픽되는 ATM 셀의 우선순위를 나타내는데, 우선순위가 낮은 일반 ATM 셀이나 초기화 셀 또는 초기화 요구 셀 등은 P 필드에 '0' 값을 가지며, 우선순위가 높은 실시간 서비스가 요구되는 ATM 셀은 P 필드에 '1' 값을 가진다.
P 필드에 '1'의 값을 가진 ATM 셀이 노드(21~24)에 입력되면 바이패스시 긴급 전송 버퍼(Urgent buffer)(54,64)를 통해 우선적으로 다음 노드(21~24)로 전송되고, P 필드에 '0'의 값을 가진 ATM 셀이 입력되면 전송 버퍼(Transmit buffer)(55,65)를 통해 우선 순위에 따라 순차적으로 다음 노드(21~24)로 전송된다.
아래 표 2는 전술한 UNI 모드 ATM 셀 헤더의 GFC 필드와 VPI/VCI 필드에 따라 구분되는 ATM 셀의 종류를 나타낸다.
| 종류 | M | NR | DR | P | VPI/VCI |
| 일반 ATM 셀 | 0/1 | 0 | 0 | 0/1 | 특정 |
| 초기화 요구셀 | 0/1 | 0 | 1 | 0 | 특정 |
| 초기화 셀 | 1 | 1 | 0 | 0 | All '0' |
| 1 | 1 | 1 | 0 | 특정 |
상기 표 2에서, 일반 ATM 셀은 초기화 셀과 초기화 요구 셀을 제외한 나머지 종류의 ATM 셀로서, VPI/VCI 값에 따라 라우팅되고, P 필드 값이 '0' 또는 '1'인 두가지 종류의 우선순위를 가질 수 있으며, 일반 ATM 셀이 NAS(23)를 거치면 M 필드 값이 '1'로 설정된다.
초기화 요구 셀은 특정 DSLAM(21,22,24)이 출력하는 자신의 ATM 셀 전송 허용값의 재설정을 요구하는 셀로서, 이를 NAS(23)가 입력받아 특정 DSLAM(21,22,24) 초기화 셀로 변환하여 출력한다. 이때, VPI/VCI는 특정 DSLAM(21,22,24) 자신의 주소를 나타낸다.
초기화 셀은 NR 및 DR 필드가 (1, 0)이고 VPI/VCI 값이 모두 '0'인 경우 모든 DSLAM(21,22,24)의 ATM 셀 전송 허용값을 초기화시키는 셀로서 NAS(23)에서 일제 송신된다. 그리고, NR 및 DR 필드가 (1, 1)이고 VPI/VCI 값이 특정된 초기화 셀은 특정 DSLAM(21,22,24)의 ATM 셀 전송 허용값을 재설정시키는 셀이다.
한편, ATM 접속망을 구성하는 각 노드(21~24)들은 듀얼 링으로 연결되기 위해 첨부한 도면 도 4에 도시된 바와 같은 결합 장치(Coupling Unit)(40)를 가진다.
결합 장치(40)는 M 모듈(51,61)과 VPI/VCI 모듈(52,62), P 모듈(53,63), 긴급 전송 버퍼(54,64), 전송 버퍼(55,65) 및 제어 모듈(56,66)로 각각 구성된 제 1링용 결합부(이하 '제 1 결합부'라고만 칭함)(50)와 제 2 링용 결합부(이하 '제 2 결합부'라고만 칭함)(60), 연결 모듈(70), 관리 모듈(80), 입력 버퍼(90,120), 출력 버퍼(100,110) 및 ATM 셀 처리부(130)로 구성된다.
M 모듈(51,61)은 NAS(23)에서만 동작하는 모듈로서, 셀이 듀얼 링 상에서 무한 루핑되는 것을 방지하고, DSLAM(21,22,24)에서의 M 모듈(51,61)은 모든 셀을 바이패스시킨다. 이때, 링크 단선 등의 비정상 상태가 발생한 곳 옆에 NAS(23)가 위치하면 M 모듈(51,61)은 모든 ATM 셀을 처리하고, 그 외의 경우 제 1 결합부(50)의 M 모듈(51,61)은 일반 ATM 셀만 처리하고, 제 2 결합부(60)의 M 모듈(51,61)은 초기화 셀과 초기화 요구 셀만 처리한다.
VPI/VCI 모듈(52,62)은 링 상의 모든 노드(21~24)의 VPI/VCI 값과 '0'이 저장되어 있는 하나의 테이블을 가지고, 전송되는 ATM 셀 헤더에 저장되어 있는 VPI/VCI 값에 따라 ATM 셀을 처리한다.
P 모듈(53,63)은 전송되는 ATM 셀 헤더의 GFC 필드의 P 필드 값을 확인하여 다른 노드(21~24)로 바이패스되는 ATM 셀의 우선순위를 파악하는 모듈이고, 제어 모듈(56,66)은 스위칭 동작을 하여 ATM 접속망 정상 운용시 노드(21~24)에서 처음 출력되는 ATM 셀과 바이패스되는 ATM 셀을 링 상으로 전송하고, ATM 접속망 비정상 운용시 연결 모듈(70)로부터 트래픽되는 ATM 셀을 수신하여 링 상으로 전송한다.
연결 모듈(70)은 관리 모듈(80)의 제어에 의해 ATM 접속망 정상 운용시에는 'OFF'되어 제 1 결합부(50)와 제 2 결합부(60)를 통한 ATM 셀 트래픽을 차단하고, ATM 접속망 비정상 운용시에는 제어 모듈(56,66)과 연결되어 제 1 결합부(50)와 제2 결합부(60)를 통해 모든 종류의 ATM 셀 트래픽을 처리한다.
관리 모듈(80)은 듀얼 링 초기 구성시나 재구성시 각 노드(21~24)의 ATM 셀 전송 허용값을 초기화하게 하고, ATM 셀 전송이 끝난 경우 제어 모듈(56,66)과 연결 모듈(70)을 제어하여 ATM 셀 전송 허용값이 재설정되기 전까지 새로운 ATM 셀이 링 상으로 출력되는것을 방지한다.
ATM 셀 처리부(130)는 모든 ATM 셀을 수신하여 처리하고, 노드(21~24)의 ATM 셀 전송 허용값을 초기화하기 위해 관리 모듈(80)과 통신하며, 모든 ATM 셀의 생성을 담당한다.
상기와 같은 구성을 가지는 ATM 접속망의 동작을 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
첨부한 도면 도 5는 정상 운용시 ATM 접속망의 동작을 도시한 도면이다.
각 노드(21~24)의 제 1 결합부(50)와 제 2 결합부(60)내 제어모듈(56,66)과 연결된 연결 모듈(70)은 OFF되어 있어서 각 결합부(50,60)는 해당 링에 연결되어 독립적으로 동작한다.
즉, 제 1 결합부(50)는 제 1링에 연결되어 일반 ATM 셀을 전송하고, 제 2 결합부(60)는 제 2링에 연결되어 초기화 셀과 초기화 요구 셀을 전송한다.
일반 ATM 셀과 초기화 셀이 각각 제 1링과 제 2링을 통해 자신의 VPI/VCI 필드에 저장된 값과 동일한 값을 주소(모두 '0'포함)로 가진 노드(21~24)의 VPI/VCI 모듈(52,62)에 전송되면 입력 버퍼(90,120)를 통해 ATM 셀 처리부(130)로 송신되어처리되고, VPI/VCI 필드의 값은 다르지만 VPI/VCI 테이블에 저장되어 있는 값을 주소로 가진 노드(21~24)의 VPI/VCI 모듈(52,62)에 입력되면 P 모듈(53,63)로 바이패스되어 우선순위에 따라 긴급 전송 버퍼(54,64)와 제어모듈(56,66)을 통해 또는 전송 버퍼(55,65)와 제어모듈(56,66)을 통해 해당 링으로 전송되며, 그 외에는 VPI/VCI 모듈(52,62)에서 폐기된다.
초기화 요구 셀은 ATM 셀 전송이 끝난 DSLAM(21,22,24)의 ATM 셀 처리부(130)에서 생성된 후, VPI/VCI 필드에 자신의 DSLAM(21,22,24) 주소값이 저장되어 출력 버퍼(110)와 제 2결합부의 제어모듈(66)을 통해 제 2링으로 전송되고, NAS(23)에서 최종 수신되어 처리된다.
이때, 초기화 요구 셀을 수신한 NAS(23)는 ATM 셀의 트래픽 상황을 고려한 후, 초기화 요구 셀의 VPI/VCI 값을 확인하여 해당 DSLAM(21,22,24)으로 초기화 셀을 전송한다. 이에, 초기화 셀을 수신한 DSLAM(21,22,24)은 ATM 셀 전송 허용값을 재설정하고 재전송을 시작한다.
한편, 링크 단선 등과 같은 비정상 운용시 ATM 접속망의 동작을 첨부한 도면 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
ATM 접속망의 비정상 운용은 제 1 링 상에서 링크 단선 등의 장애가 발생했을 때 일어나며, 제 2 링 상에서 장애가 발생하면 ATM 접속망은 정상 운용되고, 다만 제 1 링이 모든 ATM 셀 전송을 담당하게 된다.
상세하게 설명하면, 제 1 링 상에서 장애가 발생하면 장애가 발생한 제 1링을 통해 일반 ATM 셀이 전송되는 노드(23)는 일정시간 일반 ATM 셀이 전송되지 않으므로 제 1링(601) 상에서의 장애를 감지하게 된다.
그리고, 장애를 감지한 노드(23)는 장애가 발생한 제 1링(601)으로 연결된 노드(22) 사이의 제 2 링과의 링크(602)를 단선시킴과 동시에 제 1 링(603)을 통해 다른 노드(24)로 자신의 주소값을 지닌 링크 실패 알람 셀을 출력한다.
한편, 장애가 발생한 제 1링(601)을 통해 일반 ATM 셀을 전송하는 노드(22)는 상기 제 2링 상의 링크(602) 단선으로 인해 일정 시간 아무런 셀을 전송받지 못하므로 제 2 링의 링크 실패를 감지하고, 연결 모듈(70)을 통해 제 1 결합부(50)의 제어 모듈(56)과 제 2 결합부(60)의 제어 모듈(66)을 연결하여, 제 1 링 상으로 나가는 경로를 연결 모듈(70)을 거쳐 제 2 결합부(60)의 제어 모듈(66)에서 제 2 링 상으로 나가도록 경로(605)를 스위칭하고, 상기 링크 실패 알람 셀을 출력한 노드(23)가 다른 노드(24,21,22)에서 바이패스된 링크 실패 알람 셀을 전송받으면 연결 모듈(70)을 통해 제 1 결합부(50)의 제어 모듈(56)과 제 2 결합부(60)의 제어 모듈(66)을 연결하여, 제 2 링 상으로 나가는 경로를 연결 모듈(70)을 거쳐 제 1 결합부(50)의 제어 모듈(56)에서 제 1 링 상으로 나가도록 경로(606)를 스위칭한다.
그러면, 제 1 링과 제 2 링은 하나의 링을 구성하게 되며 단일 링으로 모든 ATM 셀을 전송하게 된다.
다음으로, 비정상 운용 상태에서 정상 운용 상태로 복구되는 ATM 접속망의 동작을 첨부한 도면 도 7을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
ATM 접속망의 정상 운용 상태로의 복구는 제 1 링 상의 단선된 링크가 복구될 때 이루어지는데, 장애가 발생한 제 1링(601)으로 일반 ATM 셀을 출력하는 노드(22)는 장애 복구를 모니터링하기 위해 제 1링(601)으로 자신의 주소를 VPI/VCI 값으로 가진 복구 모니터링(recovery monitoring) 셀을 주기적으로 출력한다.
만약, 장애가 복구되었다면 장애가 발생한 제 1링(601)을 통해 일반 ATM 셀을 입력받는 노드(23)는 상기 복구 모니터링 셀을 수신하게 되고, 복구 모니터링 셀을 수신한 노드(23)는 단선된 제 2 링으로의 링크(602)을 복구시키고 연결 모듈(70)을 OFF시킴과 동시에, 수신한 복구 모니터링 셀을 제 1 링(603) 상으로 바이패스시킨다.
그리고, 복구 모니터링 셀을 출력한 노드(22)에 복구 모니터링 셀이 다시 입력되면, 상기 노드(22)는 연결 모듈(70)을 OFF시켜서 링크(604)를 원상태로 복구시킨다.
그러면, 하나의 링에서 다시 제 1 링과 제 2 링으로 나누어지게 되며 정상상태시의 듀얼 링 동작을 수행한다.
상기와 같이 동작하는 ATM 접속망에 접속하는 과정을 첨부한 도면 도 8을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, ATM 셀이 각 노드(21~24)에 전송되면 NAS(23)는 전송되는 ATM 셀 헤더의 GFC 필드의 M 필드 값을 확인하여(스텝 S800), 무한 루핑되고 있는 ATM 셀을 폐기한다(스텝 S801,S806,S809).
그리고, NAS(23)를 포함한 각 노드(21~24)는 전송되는 ATM 셀의 VPI/VCI 값을 확인하여(스텝 S802), ATM 셀의 VPI/VCI 값이 각 노드(21~24)의 VPI/VCI 주소값과 일치하는 경우 상기 ATM 셀 헤더의 GFC 필드의 NR 및 DR 필드 값을 확인하여(스텝 S803,S804), ATM 셀 종류에 따른 처리를 한다(스텝 S805).
상기 VPI/VCI 값의 확인 결과(스텝 S802), ATM 셀의 VPI/VCI 값이 각 노드의 VPI/VCI 주소값과 일치하지는 않지만 각 노드(21~24)의 VPI/VCI 테이블에 있는 경우, 상기 ATM 셀 헤더의 GFC 필드의 P 필드 값을 확인하여 우선 순위 별로 해당 링으로 바이패스시키고(스텝 S807,S808), ATM 셀의 VPI/VCI 값이 각 노드(21~24)의 VPI/VCI 주소값과 일치하지도 않고 각 노드의 VPI/VCI 테이블에도 없는 경우, 전송된 ATM 셀을 폐기한다(스텝 S807,S809).
아래의 표 3은 3개의 DSLAM(21,22,24)과 1개의 NAS(23)가 반지름이 2Km인 원주상에 위치했을 때 이중화된 Star 방식과 듀얼 링 방식의 구조에서 각 노드끼리 데이터를 주고 받기 위해 소요되는 총 링크의 길이를 산출하여 비교한 표이다. 단, 일방향(unidirectional) 케이블을 사용했을 때이다.
| 이중화된 Star 방식 | 듀얼 링 방식 |
| NAS : | 각 노드 사이 : |
| NAS : 8 * 2 | |
| NAS : | |
| 총 : 16 + | 총 : |
상기 표 3에서 보듯이 총 소요되는 링크는 링 방식을 사용했을 경우 Star 방식에 비해 3/5정도로 줄어든다는 것을 알 수 있다.
아래의 표4는 각 노드가 최대6K의 용량을 가지고 있고, 링크의 대역폭은 6K라는 가정하에 링크의 효율을 비교한 표이다.
| 링크의 평균 효율(최대 6K 용량) | ||
| Star 방식 | 링 방식 | |
| DSLAM1 <-> DSLAM3 : 1K | 33.33 % | 100 % |
| DSLAM1 <-> DSLAM2 : 1K | ||
| DSLAM2 <-> DSLAM3 : 1K | ||
| DSLAM2 <-> DSLAM3 : 1K | 16.67 %(편차:16.17 %) | 33.33 %(편차: 0 %) |
| DSLAM3 <-> NAS : 1K |
상기 표 4에서 보듯이 Star 방식에서는 어떤 링크는 데이터가 전혀 흐르지 않을 수도 있어 링크의 대역폭을 낭비할 수 있지만, 링 방식에서는 전 링크에 고르게 데이터가 흐르게 되어 링크 효율면에서도 더 뛰어나다고 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 실시예는 상술한 것으로 한정되지 않고, 본 발명과 관련하여 통상의 지식을 가진자에게 자명한 범위내에서 여러 가지의 대안, 수정 및 변경하여 실시할 수 있다.
이상과 같이 본 발명은, ATM 접속망을 구성하는 각 노드들을 듀얼 링으로 연결함으로써, 망 구성이 간단하고 비용 절감의 효과가 있다.
또한, 중앙 노드에 집중되는 데이터가 각 노드에 고르게 분포되므로 중앙 노드의 부하를 줄일 수 있어, 사용자의 수가 증가하더라도 망 성능을 유지할 수 있는 효과가 있다.
나아가, 망을 구성하는 노드간 실제 거리가 더 가까워지므로 전송 지연이 줄어 들어 전송 속도가 증가하며, 각 노드에 듀얼 링 동작을 위한 결합 장치만 추가하면 쉽게 ATM 접속망을 구현할 수 있는 효과가 있다.
Claims (9)
- 다수의 디지털 가입자가 송신하는 데이터를 ATM 셀로 변환하여 전송하거나, 전송되는 ATM 셀을 데이터로 변환하여 상기 가입자에게 송신하는 다수 개의 가입자 회선 다중화 수단과, 상기 가입자 회선 다중화 수단이 전송하는 ATM 셀을 ATM/IP 망으로 정합하는 NAS로 이루어진 ATM 접속망에 있어서,상기 가입자 회선 다중화 수단과 NAS는, 접속망 정상 운용시 듀얼링으로 구성되어 상기 듀얼링을 통해 일반 ATM 셀 및 ATM 제어셀을 각각 전송하고, 접속망 비정상 운용시 단일링으로 구성되어 상기 단일링을 통해 일반 ATM 셀과 ATM 제어셀을 함께 전송하는 것을 특징으로 하는 에이티엠 접속망.
- 제 1항에 있어서,상기 가입자 회선 다중화 수단과 NAS는, 상기 듀얼링을 통해 전송되는 ATM 셀의 VPI/VCI 값에 따라 상기 ATM 셀을 수신하여 처리하거나, 우선 순위에 따라 순차 바이패스시키는 결합 장치를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 에이티엠 접속망.
- 제 2항에 있어서,상기 결합 장치는, 상기 듀얼링 중 하나의 링을 통해 전송되는 일반 ATM 셀의 VPI/VCI 값에 따라 상기 일반 ATM 셀을 수신하거나 순차 바이패스시키는 제 1 결합부와;상기 듀얼링 중 다른 하나의 링을 통해 전송되는 ATM 제어셀의 VPI/VCI 값에 따라 상기 ATM 제어셀을 수신하거나 순차 바이패스시키는 제 2 결합부와;접속망 비정상 운용시 상기 제 1 결합부와 제 2 결합부를 연결하여 제 1 결합부와 제 2 결합부를 통해 ATM 셀이 트래픽되게 하는 연결 모듈과;상기 연결 모듈과 연동하여 상기 ATM 셀 전송 허용값에 따라 ATM 셀 전송이 이루어지도록 관리하는 관리 모듈과;상기 제 1 결합부 또는 제 2 결합부가 수신한 ATM 셀을 처리하는 ATM 셀 처리부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 에이티엠 접속망.
- 제 3항에 있어서,상기 제 1 결합부 및 제 2 결합부는, 전송되는 ATM 셀의 GFC 필드의 M 비트 값에 따라 상기 ATM 셀을 바이패스시키거나 폐기하는 M 모듈과;상기 M 모듈이 바이패스시키는 ATM 셀을 VPI/VCI 값에 따라 수신하거나 바이패스 또는 폐기하는 VPI/VCI 모듈과;상기 VPI/VCI 모듈이 바이패스시키는 ATM 셀을 GFC 필드의 P 비트값에 따라우선순위별로 바이패스시키는 P 모듈과;접속망 정상 운용시 상기 P 모듈이 바이패스시키는 ATM 셀을 링으로 순차 전송하고, 접속망 비정상 운용시 상기 연결 모듈로부터 트래픽되는 ATM 셀을 링으로 순차 전송하는 제어 모듈을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 에이티엠 접속망.
- 제 1항에 있어서,상기 일반 ATM 셀 및 ATM 제어셀의 헤더는, 셀의 무한루핑을 방지하기 위한 M 필드와;상기 일반 ATM 셀과 ATM 제어셀을 구별하기 위한 NR 및 DR 필드와;링으로 전송되는 일반 ATM 셀 또는 ATM 제어셀의 우선순위를 나타내는 P 필드를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 에이티엠 접속망.
- 접속망 정상 운용시 듀얼링으로 구성되어 상기 듀얼링을 통해 일반 ATM 셀과 ATM 제어셀을 각각 전송하고, 접속망 비정상 운용시 단일망으로 구성되어 상기 단일망을 통해 일반 ATM 셀과 ATM 제어셀을 함께 전송하는 다수 개의 가입자 회선 다중화 수단 또는 NAS에서, 상기 듀얼링을 통해 전송되는 ATM 셀의 VPI/VCI 값을 확인하는 과정과;상기 ATM 셀의 VPI/VCI 값에 따라 상기 ATM 셀을 처리하거나 바이패스 또는 폐기하는 과정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 에이티엠 접속망 접속 방법.
- 제 6항에 있어서,상기 NAS는, 상기 전송되는 ATM 셀 헤더의 GFC 필드의 M 필드 값을 확인하여 무한 루핑 ATM 셀을 폐기하는 과정을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 에이티엠 접속망 접속 방법.
- 제 6항에 있어서,상기 ATM 셀의 처리, 바이패스 또는 폐기는, ATM 셀의 VPI/VCI값이 자신의 VPI/VCI값과 일치하는 경우 상기 ATM 셀을 그 종류에 따라 처리하고, 자신의 VPI/VCI값과 일치하지는 않지만 VPI/VCI 테이블에는 있는 경우 상기 ATM 셀을 우선순위에 따라 바이패스시키며, 자신의 VPI/VCI값과 일치하지도 않고 VPI/VCI 테이블에도 없는 경우 상기 ATM 셀을 폐기하는 것을 특징으로 하는 에이티엠 접속망 접속 방법.
- 제 8항에 있어서,상기 ATM 셀의 종류에 따른 처리는, 상기 ATM 셀 헤더의 GFC 필드의 NR 및 DR 필드 값을 확인하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 에이티엠 접속망 접속 방법.
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