KR100426245B1

KR100426245B1 - 비동기전송모드 교환기의 1+1 양방향 절체운용 방법

Info

Publication number: KR100426245B1
Application number: KR10-2001-0063616A
Authority: KR
Inventors: 남기문
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2000-12-26
Filing date: 2001-10-16
Publication date: 2004-04-08
Also published as: KR20020052926A; US7110354B2; US20020080724A1

Abstract

본 발명은 ATM 교환기의 전송선로 양방향 절체 운용 방법에 관한 것으로, 특히 1+N 구조와 호환되는 1+1 구조에서 MSP 프로토콜을 이용하여 양방향 절체를 신속하게 하도록 하는 것으로써, 액티브상태의 운용측에 신호에러가 있는지를 계속하여 판단하는 오류판단과정과, 상기의 오류판단과정에서 신호에러가 있는 경우는 현재 발생중인 신호에러보다 우선순위가 높은지 판단하는 우선순위 판단과정과, 상기의 우선순위 판단과정에서 우선순위가 높은 신호에러로 판단되는 경우에 동일한 작용의 프로토콜이 적용되는 동종시스템인지를 판단하는 시스템판단과정과, 상기 시스템 판단과정에서 동종시스템으로 판단되는 경우는 대기중인 예비측이 정상인지를 확인한 후에 자국이 예비측으로 절체하고 대국으로 절체를 통보하는 자국절체과정과, 상기 자국절체과정에 의하여 절체 통보신호를 수신한 대국에서 자국으로 절체를 통보하고 대기중인 예비측으로 절체하는 대국절체과정을 포함하여 이루어진다.

Description

비동기전송모드 교환기의 1+1 양방향 절체운용 방법 {Method of Operating the STM-1 Bi-directional Switch in the Electronic Switching System}

본 발명은 비동기전송모드(ATM: Asynchronous Transfer Mode) 방식 교환기에서 STM-1급 신호 전송선로의 양방향 절체 운용 방법에 관한 것으로, 특히 ATM 교환기의 STM-1(Synchronous Transfer Mode-1) 신호를 1+N 구조와 호환되는 1+1 구조에서 MSP(Multiplex Section Protection) 프로토콜(Protocol)을 이용하여 최소의 시간에 양방향 절체가 신속하게 이루어지도록 하는 ATM 교환기의 1+1 양방향 절체운용 방법에 관한 것이다.

일반적으로, ATM 교환기는 STM-1 신호 전송로의 장애에 대비하여 필요시에 다중 구간을 이용한 보호 절체 기능을 수행할 수 있어야 하는데, 1+1 및 1+N 구조에 의한 보호 절체를 수행하고, 상기와 같은 보호 절체에는 단방향 절체와 양방향(Bi-direction) 절체가 있다.

상기에서 STM-1급 신호는 155.520 Mbps의 동기식 디지털로 전송되는 것을 말하며, 다수의 E1 급 신호를 STM-1급 신호로 다중화하거나 또는 하나의 STM-1급 신호를 역다중화하여 다수의 E1급 신호로 변환하는 것이고, 본 발명의 설명에 의한 절체에서는 1+1의 양방향 및 단방향 절체 구조에 관한 것이다.

그리고, 1+N 양방향 절체와 호환되는 1+1 양방향 절체 동작에 있어서, MSP 보호 절체 운용을 위하여 MSOH(Multiplex Section Overhead)의 'K1'과 'K2' 바이트가 이용되어진다.

상기 MSP의 프로토콜(Protocol)은 ITU-T(International Telecommunication Union-Telecommunication Sector) G.783의 부록 A(Annex A)에 권고되어 있다.

그리고, 상기 'K1'과 'K2' 바이트의 구조는 도 1에 도시된 바와 같으며, 1+N구조에서의 채널 번호 '1'에서 'n' 까지는 운용 채널(Working Channel)이고 '0'은 예비 채널(Protection Channel)이다.

또한, 1+1 구조에서 '1'은 운용 채널(Working Channel)이고 '0'은 예비 채널(Protection Channel)이다.

상기 K2 바이트의 보호 절체 구조 영역의 값이 '0'을 나타낼 때는 1+1 구조를 의미하고 '1' 값을 나타낼 때는 1+n 구조를 의미한다.

또한, K2 바이트의 절체 상태 영역에서 '111'을 나타낼 때는 AIS(Alarm Indication Signal) 상태이고, '110'은 RDI(Remote Detect Indication)이며, '100'은 단방향(Unidirectional)이고, '101'은 양방향(Bidirectional)이다.

또한, 상기 요구형태 신호에서 '1111'은 로크 아웃(Lockout)이고, '1110'은 강제 스위치(Forced Switch)이며, '1101'은 신호 에러 하이 우선 순위(Signal Fail High Priority)이고, '1000'은 매뉴얼 스위치(Manual Switch)이며, '0010'은 응답(Reverse Request)이고, '0001'은 복귀 금지(Do not revert)이며, '0000'은 무요구(No Request) 등으로 정의되어 사용된다.

그 이외의 다른 값은 권고되고 할당되어 있지만, 일반적으로 사용되지 않고 있으며, 해당 값이 클수록 우선 순위가 상대적으로 높다.

그리고, 상기 1+1 및 1+n 구조에서는 1개 또는 n 개의 운용 채널이 하나의 예비 채널을 공유하고, 상기 'n'은 최대 14까지 가능하며, 상기 예비 채널을 공유하는 구조이기 때문에 정상 상태에서는 어떠한 운용 채널의 신호도 운용 채널과 예비 채널로 동시에 송신되지 못한다.

도 2 는 ATM 교환기의 1+1 구조에 의한 절체운용 장치를 나타낸 기능블록도이다.

상기 도 2를 참조하면, 일반적으로 운용 측(11, 21) 또는 예비 측(12, 22)이 워킹 액티브(Working Active)일 때에, 강제 스위치, 매뉴얼 스위치 등과 같은 운용자에 의한 명령이나, 운용 측(11, 21)에서 신호 에러(SF)가 발생하는 경우 또는 운용 측(11, 21)과 예비 측(12, 22)에서 신호 감소(Signal Degrade)가 발생하는 경우에 상기 'K1'과 'K2' 바이트를 이용한 양방향 보호 절체를 수행하게 된다.

상기 'K1'과 'K2' 바이트의 채널 값은 도 3에 도시된 바와 같다.

종래 기술에 의한 양방향 보호 절체에 대해, 첨부된 도 1 내지 도 4를 참고하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 워킹 액티브 상태의 운용 측(11, 21) 또는 예비 측(12, 22)에서, 운용자에 의한 강제 스위치, 매뉴얼 스위치 같은 제어신호가 입력되거나, 신호 에러(SF: Signal Failure)(이때는 예비 측(12, 22)은 제외함), SD, 전송로 상의 장애 등으로 인한 이벤트(Event)가 신규로 발생하였는지 판단한다.

상기의 판단에 의하여 신규 이벤트가 발생하거나 또는 운용자에 의한 제어신호가 입력되면, 자국인 제1측(10)에서는 상기 이벤트를 감지하고, 이전에 발생하여 현재 진행중인 이벤트와의 우선순위를 비교한다.

상기의 우선순위 비교에 의하여, 신규 발생된 이벤트의 우선순위가 높은 경우, 요구형태와 채널정보를 포함한 요구신호(Req+ATOB 또는 Req+BTOA)를 대국인 제2측(20)으로 송신하게 된다(ST1).

상기 제1 측(10)으로부터 요구신호(Req+ATOB 또는 Req+BTOA)를 수신한 제2측(20)의 대국에서는, 상기 요구신호(Req+ATOB 또는 Req+BTOA)의 타당성을 검토한다.

즉, 이전에 발생된 운용자 요구 또는 이벤트와의 우선순위를 비교하고, 현재 발생된 이벤트의 우선순위가 더 높은 경우는, 상기 제1측(10) 측으로 응답 신호(RR; Reverse Request)와 업데이트(Update)된 K2 바이트의 채널값을 송신한다(ST2).

따라서, 자국(10)인 제1 측으로부터 발생된 절체요구(Req+ATOB 또는 Req+BTOA) 신호에 대한 응답신호(RR+BWORK 또는 AWORK)가 대국(20)인 제2측으로부터 수신되어지면, 자국(10)의 요구가 대국(20)에서 수용되었음을 의미하므로, 제1측(10)에서는 운용 측(11)과 예비 측(12) 사이의 절체를 수행한다.

상기 절체를 수행한 자국(10)은 대국(20)인 제2측으로, 절체 했음을 알리는 통보신호(Req+BWORK 또는 Req+AWORK)를 전송한다(ST3).

상기의 통보신호를 수신한 제2측(20)에서는 상기 제1측(10)에서 절체가 이루어졌음을 인지하게 되며, 자기 자신도 운용 측(21)과 예비 측(22) 사이의 절체를 수행한다.

상기 절체를 수행한 제2측(20)은 절체가 되었음을 알리는 통보신호(RR+BWORK 또는 AWORK)를 제1측에 전송한다(ST4).

예를 들어 더욱 간단하게 설명하면, 제1측(10) 내의 운용 측(11)이 액티브 상태에서 신호 에러(SF)를 검출하게 되는 경우에 요구신호(SF+ATOB)를 제2측(20)으로 전송하게 되며(ST1), 이에 제2측(20) 내의 운용 측(21)은 이전 운용자 요구 또는 이벤트와 우선순위를 비교하고, 신규 발생된 이벤트의 우선 순위가 높은 경우에 상기 제1측(10)으로 응답 신호(RR+BWORK)를 전송한다(ST2).

상기의 응답신호를 수신한 제1측(10)에서는 운용 측(11)에서 예비 측(12)으로의 절체를 수행해 줌과 동시에 제2측(20)으로 통보 신호(SF+BWORK)를 송신해 주며(ST3), 이에 제2측(20)도 운용 측(21)에서 예비 측(22)으로의 절체를 수행하는 동시에 절체의 결과를 제1측(10)에 통보한다(ST4).

상기 신호에러(SF)의 검출은 해당 채널 또는 라인에 치명적인 장애가 발생한 상태로써, 1+1 구조에서 양방향 모드로 동작하는 경우이고, 예비 측이 액티브 상태이면, 즉시 운용 측이 액티브가 되도록 절체해 주어야 한다.

또한, 신호 에러(SF)가 검출되는 경우에, 운용 측이 액티브 상태이면, 보호 절체를 위한 시나리오대로 절체 동작이 일어나게 되므로, 아주 짧은 시간이지만 잠시 동안에 비정상적인 상태를 유지할 수밖에 없게 되고, 상기와 같은 비정상 상태가 심하게 되면, 호 절단 등의 문제가 발생된다.

전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 ATM 교환기의 STM-1급 신호를 처리하는데 있어서, 1+n 구조와 호환되는 1+1 구조에서 MSP(Multiple Section Protection) 프로토콜을 이용하여 양방향 절체 운용에 최소한의 시간이 소요되도록 함으로써, 호 절단이 발생하지 않도록 하는 스위치 오퍼레이션 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 ATM 교환기의 STM-1급 신호를 처리하는데 있어서, 액티브 상태인 운용 측에서 신호에러(SF)가 검출되는 경우에 MSP 프로토콜을 이용하여 양방향 절체를 수행함으로써, 호 절단 등의 손실을 최소화하며, 신속한 절체를 통해서 보다 안정적인 시스템 운용이 가능하도록 하는데 그 목적이 있다.

도 1은 ATM 교환기의 'K1'과 'K2' 바이트 구성 상태도.

도 2는 ATM 교환기의 1+1 양방향 절체를 위한 기능구성도.

도 3은 일반적인 'K1'과 'K2' 바이트의 채널 값 상태도.

도 4는 종래 기술에 의한 양방향 보호 절체 방법을 나타낸 순서도.

도 5는 본 발명에 의한 양방향 보호 절체 방법을 나타낸 순서도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 자국 11,21 : 운용측

12,22 : 예비측 20 : 대국

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출한 본 발명의 비동기전송모드 교환기의 1+1 양방향 절체운용 방법은, 액티브상태의 운용측에 신호에러가 있는지를 계속하여 판단하는 오류판단과정과, 상기의 오류판단과정에서 신호에러가 있는 경우는 현재 발생중인 신호에러보다 우선순위가 높은지 판단하는 우선순위 판단과정과, 상기의 우선순위 판단과정에서 우선순위가 높은 신호에러로 판단되는 경우에 동일한 작용의 프로토콜이 적용되는 동종시스템인지를 판단하는 시스템판단과정과, 상기 시스템 판단과정에서 동종시스템으로 판단되는 경우는 대기중인 예비측이 정상인지를 확인한 후에 자국이 예비측으로 절체하고 대국으로 절체를 통보하는 자국절체과정과, 상기 자국절체과정에 의하여 절체 통보신호를 수신한 대국에서 자국으로 절체를 통보하고 대기중인 예비측으로 절체하는 대국절체과정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 155.520 Mbps의 고속 데이터를 스위칭하는 ATM 교환기에 있어서, 데이터를 전송하는 채널경로 또는 선로에 장애가 발생하였을 경우, 대기중인 예비경로로 신속하게 절체하는 방법에 관한 것이다.

상기와 같은 ATM 교환기는 경로절체 방식으로써, 자국과 대국이 송신장치와 수신장치를 동시에 절체하여 동일한 측(Side)의 장치를 사용하는 것이 양방향모드이고, 자국은 송신장치를 절체하였어도 대국에서 수신장치를 절체하지 않는 것이 단방향모드이며, 본 발명에서는 양방향모드에 관한 것이다.

상기 양방향 모드는 송신 및 수신 장치에 의한 데이터 전송경로가 동일한 측으로 스위칭되어야 하며, 신호 에러(SF: Signal Fail)는 전송장비 또는 ATM 교환기의 데이터를 송수신하는 하드웨어 장치에 있어서, 회로보드의 탈장 및 장애 또는 선로장애에 의한 LOS(Loss of Signal), LOF(Loss of Frame), AIS(Alarm Indication Signal) 등이 발생하는 것이다.

또한, SD(Signal Degrade)는 신호의 레벨이 설정된 임계값에 적당하지 못한 것으로, 음성급 신호의 전송에서는 그대로 사용하고, 데이터급 신호의 전송에서는 절체를 하여야 한다.

이하, 본 발명의 일 예에 의한 것으로, ATM 교환기의 1+1 양방향 절체운용 방법을 첨부된 도 1 내지 도 3과 도 5를 참조하여 설명한다.

본 발명이 적용되는 1+1 절체장치는 도 2에 도시된 것과 동일하며, 종래 기술의 설명에서 이미 상세히 설명하였으므로 기본적인 기능의 중복 설명을 하지 않기로 한다.

상기 도 2에 도시된 1+1 구조의 액티브(Active)와 스탠바이(Standby)로 이중화되어 있는 ATM 교환기의 경로 절체에 있어서, 운용자가 제어하는 외부명령에 의하여 강제로 절체되는 경우와 ATM 교환기에서 자체적으로 판단하여 절체하는 APS(Automatic Protection Switching)가 있다.

상기 APS가 발생되는 경우는, 운용측(11, 21)이 액티브 상태이고, 상기 운용측에서 신호에러(SF) 또는 SD가 발생하였을 경우와, 예비측(12,22)이 액티브 상태이고, 상기 예비측에서 신호에러(SF) 또는 SD가 발생하였을 경우가 있다.

본 발명의 실시 예에 의한 것으로, ATM 교환기의 1+1 양방향 절체운용 방법을 도 5를 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

자국(10)인 제1측은 운용측(11)과 예비측(12)으로 이중화되어 있고, 대국(20)인 제2측에서도 운용측(21)과 예비측(22)으로 이중화되어 있으며, 어느 측이라도 액티브(Active) 상태가 될 수 있으나, 양방향 절체모드에서는 동일한 측(Side)에서 서로 통신을 하여야 한다.

좀더 상세히 설명하면, 양방향모드는 자국(10)이 운용측(11)을 액티브 상태로 하는 경우, 대국(20)에서도 운용측(21)을 액티브 상태로 하고, 자국(10)에서 예비측(12)을 액티브 상태로 하는 경우는 대국(20)에서도 예비측(22)을 액티브 상태로 하는 것이다,

상기와 같은 양방향 모드에서, 자국(10)의 운용측(11)과 대국(20)의 운용측(21)이 액티브 상태로 동작하는 경우. 상기 운용측(11,21)에서 신호에러(SF)를 감지 또는 검출하는지 판단한다(S1).

상기의 판단결과, 액티브 상태인 운용측(11,21)에서 신호에러(SF)를 검출하는 경우, 자국(10)인 제1 측에서는, 이미 검출되어 있는 신호에러(SF)보다 현재 검출된 신호에러(SF)가, 처리해야할 우선순위가 높은지를 비교하여 판단한다(S2).

상기의 판단(S2)결과, 우선순위가 높은 경우, 상기 자국(10)은 대국(20)이 동일한 프로토콜을 사용하는 동종의 시스템인지를 판단한다(S3).

상기의 판단(S3)은, K1 바이트(Byte) 중에서 사용하지 않는(Unused) 비트(Bit)를 이용하여, 확인기능을 부여하고, 대국(20)으로 전송하며, 상기 대국(20)이 동일한 프로토콜을 사용하는 경우, 상기의 K1 바이트를 대국(20)에서 인식하게 된다.

상기 대국(20)이 K1 바이트를 인식하는 경우, 해당되는 응답신호를 소정의 시간 이내에 상기 자국(10)으로 전송하게 되고, 자국(10)은 대국(20)이 동일한 프로토콜을 사용하는 동종시스템인 것으로 인식하게 된다.

상기와 같이 대국(20)이 동종시스템인 것으로, 자국(10)에서 판단되면, 상기 자국(10)은 대기중(Standby)인 예비측(12)이 정상 상태를 유지하고 있는지 판단한다(S5).

상기의 판단(S5) 결과, 예비측(12)이 정상 상태인 경우, 자국(10)은 SF가 발생한 운용측(11)으로부터 정상상태인 예비측(12)으로 절체(Switching)를 하는(S6) 동시에, 대국(20)으로 상기의 절체가 이루어 졌음을 통보하는 신호(SF+BWORK)를 전송한다(S7).

상기의 통보신호를 수신한(S8) 대국(20)은, 해당 응답신호(RR+BWORK)를 업데이트 하여 자국(10)으로 전송(S9)하는 동시에 운용측(21)으로부터 예비측(22)으로 절체를 한다(S10).

따라서, 자국(10)과 대국(20)은 예비측(12,22)이 액티브(Active) 상태로 되고, 운용측(11,21)은 대기(Standby) 상태가 된다.

또한, 상기 시스템판단과정(S3)에서 자국(10)과 대국(20)이 동일한 프로토콜을 사용하는 동종시스템이 아닌 경우는, 본 발명에 의한 절체를 할 수 없으므로, 종래 기술에 의한 양방향 절체를 한다(S4).

상기와 같은 절체는, 자국(10)에서 예비측(12)을 액티브 상태로 하고 있는 경우가 운용측(11)을 액티브 상태로 하고 있는 경우보다 처리의 우선순위가 높도록 한다.

다시 설명하면, 예비측(12)을 액티브로 하고 있는 상태에서 신호에러(SF)를 검출하게 되면, 다른 신호에러(SF)에 대비하여 우선적으로 처리되도록 하는 것으로써, 절체 과정(S1-S10)은 상기와 동일하게 수행된다.

상기한 바와 같은 본 발명의 기술은 STM-1급 고속신호를 전송하는 모든 ATM 교환기에 적용할 수 있으며, 특히 모델명 SMOT-n의 전송 장비에서 용이하게 구현할 수 있다.

또한, 상기와 같은 본 발명의 기술은 소프트웨어의 변경으로 용이하게 적용이 가능하고 상위 프로세서나 하드웨어에도 구속받지 않고 구현할 수 있다.

상기와 같은 본 발명은, STM-1급 고속신호를 처리하는 ATM 교환기의 데이터 전송 경로에 장애가 발생하여 채널 경로 또는 선로를 절체하는 경우, 상기 절체의시간을 최소화함으로써, 접속중인 호 절단 등의 손실을 줄이는 효과가 있다.

또한, 종래의 절체 운용 방법보다 절체 단계를 줄여, 절체를 신속하게 수행함으로써, ATM 교환기의 신뢰성을 제고시키는 효과가 있다.

Claims

비동기전송모드 교환기의 1+1 양방향 절체운용 방법에 있어서

액티브상태의 운용측에 신호에러가 있는지를 계속하여 판단하는 오류판단과정과,

상기의 오류판단과정에서 신호에러가 있는 경우는 현재 발생중인 신호에러보다 우선순위가 높은지 판단하는 우선순위 판단과정과,

상기의 우선순위 판단과정에서 우선순위가 높은 신호에러로 판단되는 경우에 동일한 작용의 프로토콜이 적용되는 동종시스템인지를 판단하는 시스템판단과정과,

상기 시스템 판단과정에서 동종시스템으로 판단되는 경우는 대기중인 예비측이 정상인지를 확인한 후에 자국이 예비측으로 절체하고 대국으로 절체를 통보하는 자국절체과정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 비동기전송모드 교환기의 1+1 양방향 절체운용 방법.
제1항에 있어서,

상기 예비측이 액티브 상태이고 상기 예비측에서 신호에러가 검출되는 경우, 자국은 예비측에서 운용즉으로 절체를 하는 동시에 대국으로 절체신호를 통보하는 예비자국절체과정과,

상기 예비자국절체과정에 의하여 통보신호를 수신한 대국은 절체신호를 자국으로 통보하고 예비측에서 운용측으로 절체를 하는 예비대국절체과정을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 비동기전송모드 교환기의 1+1 양방향 절체운용 방법.
제1항에 있어서,

상기 자국절체과정에 의하여 절체 통보신호를 수신한 대국에서 자국으로 절체를 통보하고 대기중인 예비측으로 절체하는 대국절체과정을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 비동기전송모드 교환기의 1+1 양방향 절체운용 방법.
제1항에 있어서,

상기 시스템판단과정은, 사용되지 않고 있는 K1 바이트를 별도 정의하여 대기중인 예비측에 전송하는 확인단계와,

상기 확인단계에 의하여 전송된 K1 바이트의 별도 정의된 신호에 대한 응답이 있을 경우 동종시스템으로 판단하는 판단단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 비동기전송모드 교환기의 1+1 양방향 절체운용 방법.
제4항에 있어서,

상기 시스템판단과정은, 동종시스템으로 판단되지 않는 경우에 자국과 대국은 상대방의 신호를 확인한 상태에서 절체하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 비동기전송모드 교환기의 1+1 양방향 절체운용 방법.
제5항에 있어서,

상기 절체하는 단계는, 신호 에러를 검출한 자국에서 대국으로 절체요구 신호를 출력하는 단계와,

상기 대국에서 상기 절체요구 신호에 대응하는 응답신호를 상기 자국으로 출력하는 단계와,

상기 대국으로부터 응답신호를 수신한 자국에서 절체를 수행하는 동시에 절체가 진행되었음을 대국으로 통보하는 단계와,

상기의 통보를 수신한 대국에서 상기 자국과 동일하게 절체를 수행하고 절체의 결과를 상기 자국으로 통보하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 비동기전송모드 교환기의 1+1 양방향 절체운용 방법.