KR100538876B1 - Method of Managing Link Channels between a SGSN and a GGSN - Google Patents
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Abstract
본 발명은 IMT-2000 무선 패킷 망에서 QoS 별 서비스를 지원할 경우에 서로 다른 대역폭을 가지는 트래픽에 대하여 패킷 교환기와 패킷 관문 교환기간 효율적 채널 할당과 신호 채널의 부하 분산을 수행하도록 한 패킷 교환기와 패킷 관문 교환기간의 링크 채널 관리 방법에 관한 것이다.The present invention provides a packet switch and a packet gateway to perform efficient channel allocation and load balancing of signaling channels for traffic having different bandwidths when supporting QoS-specific services in an IMT-2000 wireless packet network. A link channel management method in a switching period.
본 발명의 방법은 패킷 교환기와 패킷 관문 교환기간의 링크 채널 관리 방법에 있어서, 패킷 교환기가 패킷 데이터 서비스 시에 QoS 클래스 별로 각 패킷 세션이 점유하는 트래픽의 양을 측정하는 과정과; 상기 패킷 교환기가 잔여 대역폭과 링크를 점유하고 있는 패킷 세션 수에 따라 패킷 관문 교환기로 전달하는 링크를 판단하여 신호 및 트래픽 메시지를 상기 패킷 관문 교환기로 연결된 각 링크에 균등하게 분산하는 과정과; 링크 장애나 운용자의 요구에 의해 상기 패킷 관문 교환기로 연결된 특정 링크가 블로킹되는 경우에 상기 패킷 교환기가 해당 블로킹된 링크에 설정되어 있던 패킷 세션들을 정상 상태의 링크로 설정하여 부하를 분산 절체하는 과정과; 상기 블로킹된 특정 링크가 정상 복구된 경우에 상기 패킷 교환기가 상기 블로킹 이전에 분담했던 부하만큼의 패킷 세션을 해당 정상 복구된 특정 링크에 다시 설정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.A method for managing a link channel between a packet switch and a packet gateway exchange period, the method comprising: measuring, by a packet switch, the amount of traffic occupied by each packet session for each QoS class in a packet data service; Determining, by the packet switch, the link delivered to the packet gateway exchange according to the remaining bandwidth and the number of packet sessions occupying the link, and equally distributing signal and traffic messages to each link connected to the packet gateway exchange; When the link is blocked due to a link failure or an operator's request, the packet exchange sets the packet sessions established on the blocked link to a normal link, and distributes the load over the load; ; And when the blocked specific link is restored normally, the packet exchange re-establishes a packet session corresponding to the load shared before the blocking to the corresponding normally restored specific link.
Description
본 발명은 패킷 교환기와 패킷 관문 교환기간의 링크 채널 관리 방법에 관한 것으로, 특히 IMT-2000 무선 패킷 망에서 QoS 별 서비스를 지원할 경우에 서로 다른 대역폭을 가지는 트래픽에 대하여 패킷 교환기와 패킷 관문 교환기간 효율적 채널 할당과 신호 채널의 부하 분산을 수행하도록 한 패킷 교환기와 패킷 관문 교환기간의 링크 채널 관리 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for managing a link channel between a packet switch and a packet gateway exchange period. In particular, the present invention relates to a method for efficiently managing a packet switch and a packet gateway exchange period for traffic having different bandwidths when supporting a QoS-specific service in an IMT-2000 wireless packet network. The present invention relates to a method for managing a link channel between a packet switch and a packet gateway exchange that performs channel allocation and load balancing of a signaling channel.
일반적으로, 비동기 IMT-2000 무선 패킷 망에서 이동 가입자의 패킷 호 연결을 수행할 때에 설정된 QoS 값에 따라 ATM 기반의 패킷 교환기(SGSN) 내에서 대역폭이 할당되어지며, 그런 후에 GTP(GPRS Tunneling Protocol)를 이용하여 패킷 관문 교환기(GGSN)로 신호 및 트래픽 정보를 교환하고 이를 통해 파블릭(Public) IP 망으로 전달되어 패킷 서비스가 이루어진다.In general, bandwidth is allocated in an ATM-based packet switch (SGSN) according to a QoS value set when a mobile subscriber performs a packet call connection in an asynchronous IMT-2000 wireless packet network, and then GTP (GPRS Tunneling Protocol) It exchanges signal and traffic information with the packet gateway exchange (GGSN) by using it and delivers it to the public IP network through which packet service is performed.
그리고, 비동기 IMT-2000 무선 패킷 망에서 패킷 데이터 호의 연결 방식을 단계 별로 나누면, 패킷 데이터 호에 대해 요구된 QoS 값에 따른 자원 할당 단계, GTP 변환 단계, 패킷 관문 교환기 연결 단계 및 착신 연결 처리 단계로 이루어진다.When the packet data call connection method is divided step by step in the asynchronous IMT-2000 wireless packet network, the resource allocation step, the GTP conversion step, the packet gateway switch connection step, and the incoming connection processing step according to the required QoS values for the packet data call are performed. Is done.
즉, 해당 자원 할당 단계에서 패킷 교환기 내의 이동 가입자 호 처리 프로토콜 소프트웨어는 요구된 QoS 속성에 따라 적절한 대역폭을 할당하며, 해당 GTP 변환 단계에서 패킷 데이터 호는 패킷 관문 교환기와 연동하여 처리되고 이때 패킷 교환기와 패킷 관문 교환기간에 사용되는 GTP 프로토콜 형식으로 변환하여 전송하며, 해당 패킷 관문 교환기 연결 단계에서 GTP 형식으로 전달되는 신호 및 트래픽은 고속 이더넷 정합을 통해 패킷 관문 교환기로 라우팅되며, 해당 착신 연결 처리 단계에서 패킷 관문 교환기로 전달되는 트래픽은 호 설정 시에 요구된 파블릭 IP 망으로 전달되어 패킷 서비스가 이루어지도록 한다.That is, in the resource allocation phase, the mobile subscriber call processing protocol software in the packet exchange allocates the appropriate bandwidth according to the required QoS attributes, and in the GTP transformation phase, the packet data call is processed in conjunction with the packet gateway exchange, and then It converts and transmits the GTP protocol format used during the packet gateway exchange period, and the signals and traffic transmitted in the GTP format at the packet gateway exchange connection stage are routed to the packet gateway exchange through fast Ethernet matching, Traffic forwarded to the packet gateway exchange is forwarded to the public IP network required for call setup to ensure packet service.
그러면, 종래 비동기 IMT-2000 패킷 데이터 호의 패킷 교환기 내에서 신호 및 트래픽이 패킷 관문 교환기와 연동하기 위한 고속 이더넷 링크를 할당하기 위한 하드웨어적인 구성 및 동작을 살펴보면 다음과 같다.Then, a hardware configuration and operation for allocating a fast Ethernet link for signaling and traffic interworking with a packet gateway exchange in a packet switch of a conventional asynchronous IMT-2000 packet data call are as follows.
종래 비동기 IMT-2000 망에서 고속 이더넷 링크 할당을 위한 하드웨어적 구성은 도 1에 도시된 바와 같이, 패킷 교환기(100) 내에 패킷 관문 교환기(200) 정합을 위해 최대 2 개의 메인 프로세서(10, 20)를 가지며, 해당 각 메인 프로세서(10, 20)는 해당 패킷 교환기(100) 내에서 ATM 기능을 담당하는 최대 4 개의 ATM 제어 보드(11 ~ 14, 21 ~ 24)를 관리한다.In the conventional asynchronous IMT-2000 network, a hardware configuration for allocating a fast Ethernet link is shown in FIG. 1. As shown in FIG. 1, up to two main processors 10 and 20 may be used to match the packet gateway switch 200 in the packet switch 100. Each of the main processors 10 and 20 manages a maximum of four ATM control boards 11 to 14 and 21 to 24 that perform ATM functions in the packet switch 100.
또한, 해당 각 ATM 제어 보드(11 ~ 14, 21 ~ 24)는 패킷 관문 교환기(200)와의 고속 이더넷 정합을 위한 2 개의 고속 이더넷 정합 보드(EIB1 ~ EIB16)를 가지며, 해당 각 고속 이더넷 정합 보드(EIB1 ~ EIB16)는 2 개의 신호 및 트래픽 전달용 고속 이더넷 링크(EL1 ~ EL16)로 이루어진다.In addition, each of the corresponding ATM control boards 11 to 14, 21 to 24 has two Fast Ethernet matching boards (EIB1 to EIB16) for fast Ethernet matching with the packet gateway switch 200, and each corresponding Fast Ethernet matching board ( EIB1 to EIB16 consist of two Fast Ethernet links (EL1 to EL16) for signal and traffic forwarding.
또한, 하나의 ATM 제어 보드(11 ~ 14, 21 ~ 24)는 STM-1 급 4 개의 포트를 가지고 있으며, 2 개의 고속 이더넷 정합 보드(EIB1 ~ EIB16) 당 2 개의 포트로 구성되어 있으므로, 하나의 ATM 제어 보드(11 ~ 14, 21 ~ 24)는 총 655(Mbps)의 대역폭을 수용할 수 있다.In addition, one ATM control board (11 to 14, 21 to 24) has four ports of STM-1 level and two ports per two Fast Ethernet matching boards (EIB1 to EIB16). The ATM control boards 11 to 14 and 21 to 24 can accommodate a total of 655 (Mbps) of bandwidth.
전체적으로, 하나의 패킷 교환기(100)는 해당 패킷 관문 교환기(200) 정합을 위해 최대 16 개의 고속 이더넷 정합 포트를 가지고 신호 및 요구된 QoS 별 트래픽을 분배하여 사용하도록 이루어져 있다.In total, one packet switch 100 has up to 16 Fast Ethernet matching ports for matching the corresponding packet gateway switch 200, and is configured to distribute and use the signal and required QoS-specific traffic.
그리고, 상기 패킷 교환기(100)와 패킷 관문 교환기(200)간의 신호 및 트래픽 전달을 위한 고속 이더넷 링크 할당 동작은 다음과 같다.In addition, a fast Ethernet link allocation operation for signal and traffic transfer between the packet switch 100 and the packet gateway switch 200 is as follows.
먼저, 데이터 호 연결 요구를 이동 가입자 호 처리 제어부(설명의 편의상 도면에는 도시하지 않음)로부터 수신받아 패킷 관문 교환기(200) 정합을 위해 사용 가능한 신호 및 트래픽 전달용 고속 이더넷 링크(EL1 ~ EL16)를 할당해 주며, 해당 고속 이더넷 링크(EL1 ~ EL16)에 대응하는 패킷 교환기(100) 내의 ATM 스위치 경로 정보, 즉 VPI, VCI 등을 저장해 준다.First, a data call connection request is received from a mobile subscriber call processing control unit (not shown in the figure for convenience of description) and a fast Ethernet link (EL1 to EL16) for signal and traffic forwarding that can be used for matching the packet gateway switch 200 is established. It allocates and stores ATM switch path information, that is, VPI, VCI, etc. in the packet switch 100 corresponding to the corresponding Fast Ethernet links EL1 to EL16.
그런 후, 해당 할당된 고속 이더넷 링크(EL1 ~ EL16)를 통해 신호 메시지(GTP-C)를 패킷 관문 교환기(200)와 교환하여 신호 절차 수행을 종료한 후에, 트래픽용 TEID 값을 고속 이더넷 정합 보드(EIB1 ~ EIB16)로 전달해 준다.Then, the signaling message (GTP-C) is exchanged with the packet gateway exchange 200 through the assigned Fast Ethernet links (EL1 to EL16) to complete the signaling procedure, and then the TEID value for the traffic is changed to the Fast Ethernet matching board. Deliver to (EIB1 ~ EIB16).
이에, 고속 이더넷 정합 보드(EIB1 ~ EIB16)는 설정된 트래픽 경로를 통해 트래픽(GTP-U)을 전달해 준다. Accordingly, the fast Ethernet matching boards EIB1 to EIB16 deliver the traffic GTP-U through the established traffic path.
상술한 바와 같은 종래 기술에서는 각 데이터 호의 대역폭에 관계없이 고속 이더넷 링크상의 채널 할당 시에 효율성을 고려하지 않은 순차적 또는 라운드 로빈(Round Robin) 방식을 사용하고 있는데, 그러나 다양한 QoS를 제공하는 패킷 데이터 호에 대해서 서로 다른 대역폭을 가지는 데이터 호가 동시에 발생하게 되면, 대역폭을 고려하지 않아 전체 가용한 채널을 모두 사용하지 않은 상태에서도 채널 할당이 수위를 넘어서게 됨으로써, 트래픽의 폭주를 발생시켜 자원의 낭비와 가입자 수용 능력 저하의 결과를 초래하게 된다.The prior art as described above uses a sequential or round robin method that does not consider efficiency in allocating a channel on a fast Ethernet link regardless of the bandwidth of each data call. However, a packet data call providing various QoS is provided. When data calls with different bandwidths occur at the same time, channel allocation exceeds the level even when all available channels are not used because bandwidth is not taken into account, causing traffic congestion and waste of resources and subscribers. This results in a loss of capacity.
따라서, 고속 이더넷 링크 채널 할당 시에는 링크 별로 현재 점유된 대역폭 정보와 앞으로 수용할 대역폭을 모두 고려하고 링크 장애 시에 정상적인 링크로 절체되는 방안이 반드시 적용되어야 한다.Therefore, when allocating the Fast Ethernet link channel, the current bandwidth occupied by each link and the bandwidth to be accommodated in the future must be considered, and a method of switching to a normal link in case of link failure must be applied.
다시 말해서, 종래 비동기 IMT-2000 무선 패킷 망에서 패킷 데이터 호의 연결 방식은 패킷 교환기와 패킷 관문 교환기간에 고속 이더넷 정합을 가지는 여러 링크를 통해서 신호 및 트래픽을 전달하는데, 하나의 링크 상에 신호 및 트래픽 전달을 위한 대역폭의 집중화가 발생되는 문제를 고려하지 않고 있다. 이것은 요구된 트래픽의 속성인 QoS 값에 따라 서로 다른 대역폭의 채널 할당이 이루어지고 순차적인 방법으로 링크를 선택함으로써 과부하 현상이 발생할 수 있는 원인을 제공하는 것이다.In other words, in the conventional asynchronous IMT-2000 wireless packet network, the packet data call connection method transmits signals and traffic over multiple links having fast Ethernet matching between the packet switch and the packet gateway exchange. It does not take into account the problem of centralization of bandwidth for delivery. This is because the channel allocation of different bandwidths is made according to the QoS value, which is an attribute of the required traffic, and the cause of overload can be caused by selecting links in a sequential manner.
이에 따라, 신호 및 트래픽의 균등한 분배와 링크 장애 시에 장애가 발생한 링크를 점유하고 있던 모든 호를 정상적인 링크로 재설정하는 절차를 통해 성능 향상과 자원의 효율성을 극대화할 수 있는 방안이 요구되어진다. Accordingly, there is a need for a method for maximizing performance and resource efficiency through a procedure for equally distributing signals and traffic and resetting all calls that occupy the failed link in case of link failure to a normal link.
전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명은 IMT-2000 망에서 다양한 QoS(즉, 대역폭)을 가지는 무선 패킷 데이터 서비스를 지원하기 위한 패킷 교환기와 패킷 관문 교환기간 신호 채널 및 트래픽 채널의 할당에 있어서, IMT-2000 무선 패킷 망에서 QoS 별 서비스를 지원할 경우, 서로 다른 대역폭을 가지는 트래픽에 대하여 패킷 교환기와 패킷 관문 교환기간 효율적 채널 할당과 신호 채널의 부하 분산을 수행하도록 함으로써, 데이터 호의 사용량과 채널별 대역폭의 변이가 큰 이동 통신망에 적합하도록 구현된 패킷 호 처리 소프트웨어를 제공하는데, 그 목적이 있다.In order to solve the above problems, the present invention is directed to the allocation of packet channels and traffic channels for packet switch and packet gateway switching periods to support wireless packet data services having various QoS (i.e., bandwidth) in IMT-2000 networks. In the IMT-2000 wireless packet network, when supporting QoS-specific services, efficient channel allocation and load balancing of signal channels and packet channel exchange periods for traffic having different bandwidths can be performed, thereby enabling data call usage and channels. It is an object of the present invention to provide a packet call processing software that is implemented to be suitable for a mobile communication network having a large variation in star bandwidth.
또한, 본 발명은 대역폭을 고려하지 않고 데이터 호의 개수만을 기준으로 순차적으로 채널을 할당했을 때에 자원의 최대 이용 수준이 되기도 전에 먼저 트래픽 및 신호 지연이 발생하게 되는 종래의 문제점을 해결하기 위해서, 비동기 IMT-2000 이동 통신망에서 서로 다른 대역폭을 가지는 패킷 데이터 호를 동시에 지원할 경우에 패킷 교환기와 패킷 관문 교환기간의 링크 채널 할당 시에 효율적으로 트래픽과 신호 메시지를 분배함으로써, 데이터 전송 대역폭의 확장에 대해서도 패킷 교환기 내 자원 이용 효율과 가입자 수용 능력의 극대화를 얻을 수 있도록 하는데, 그 목적이 있다. In addition, the present invention is to solve the conventional problem that the traffic and signal delay occurs before even the maximum utilization level of resources when the channels are sequentially assigned based on the number of data calls without considering the bandwidth, asynchronous IMT In case of simultaneous support of packet data calls with different bandwidths in the -2000 mobile communication network, the packet exchanger can be expanded for data transmission bandwidth by efficiently distributing traffic and signaling messages during the allocation of the link channel during the packet switch and the packet gateway exchange. It aims to maximize the efficiency of resource utilization and subscriber capacity.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 패킷 교환기와 패킷 관문 교환기간의 링크 채널 관리 방법에 있어서, 패킷 교환기가 패킷 데이터 서비스 시에 QoS 클래스 별로 각 패킷 세션이 점유하는 트래픽의 양을 측정하는 과정과; 상기 패킷 교환기가 잔여 대역폭과 링크를 점유하고 있는 패킷 세션 수에 따라 패킷 관문 교환기로 전달하는 링크를 판단하여 신호 및 트래픽 메시지를 상기 패킷 관문 교환기로 연결된 각 링크에 균등하게 분산하는 과정과; 링크 장애나 운용자의 요구에 의해 상기 패킷 관문 교환기로 연결된 특정 링크가 블로킹되는 경우에 상기 패킷 교환기가 해당 블로킹된 링크에 설정되어 있던 패킷 세션들을 정상 상태의 링크로 설정하여 부하를 분산 절체하는 과정과; 상기 블로킹된 특정 링크가 정상 복구된 경우에 상기 패킷 교환기가 상기 블로킹 이전에 분담했던 부하만큼의 패킷 세션을 해당 정상 복구된 특정 링크에 다시 설정하는 과정을 포함하는데 있다. 이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.A feature of the present invention for achieving the above object is the amount of traffic occupied by each packet session for each QoS class in a packet data service by a packet switch in a link channel management method for a packet switch and a packet gateway exchange. Measuring the process; Determining, by the packet switch, the link delivered to the packet gateway exchange according to the remaining bandwidth and the number of packet sessions occupying the link, and equally distributing signal and traffic messages to each link connected to the packet gateway exchange; When the link is blocked due to a link failure or an operator's request, the packet exchange sets the packet sessions established on the blocked link to a normal link, and distributes the load over the load; ; And when the blocked specific link is normally restored, reconstructing, by the packet exchange, a packet session corresponding to the load shared before the blocking, to the corresponding normally restored specific link. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
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본 발명의 실시 예에 따른 패킷 교환기와 패킷 관문 교환기간의 링크 채널 관리를 위한 구성은 종래의 구성과 유사하므로 그 설명을 생략하나, 비동기 IMT-2000 망에서의 패킷 데이터 서비스를 지원하는 이동 통신망에서 QoS 클래스(Class) 별로 서로 다른 대역폭을 가지는 패킷 트래픽 및 신호 메시지에 대한 패킷 교환기와 패킷 관문 교환기간의 채널 할당 및 관리를 효율적으로 수행하도록 하는데, 비동기 IMT-2000 패킷 데이터 서비스 시에 패킷 교환기에서 패킷 관문 교환기로 전달하는 신호와 트래픽을 분산하기 위한 자원 할당 동작과, 패킷 교환기와 패킷 관문 교환기간의 링크 비정상 상태 처리 동작을 수행하도록 이루어진다.Since a configuration for link channel management of a packet switch and a packet gateway exchange period according to an embodiment of the present invention is similar to the conventional configuration, a description thereof is omitted, but in a mobile communication network supporting packet data service in an asynchronous IMT-2000 network It efficiently performs channel allocation and management of packet switch and packet gateway exchange periods for packet traffic and signaling messages with different bandwidths for each QoS class. A resource allocation operation for distributing signals and traffic transmitted to the gateway exchange and link abnormality processing operations between the packet switch and the packet gateway exchange period are performed.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 패킷 교환기 내의 ATM 제어 보드 및 패킷 관문 교환기 정합을 위한 고속 이더넷 링크의 구조를 나타낸 도면으로, 부하 분산 처리 동작을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 2 is a diagram illustrating a structure of a fast Ethernet link for matching an ATM control board and a packet gateway exchange in a packet switch according to an exemplary embodiment of the present invention. FIG.
도 2에 도시된 바와 같이, ATM 기반의 IMT-2000 패킷 교환기(300)는 QoS 클래스 별로 각 패킷 세션이 점유하는 트래픽의 양을 측정하며, 잔여 대역폭과 해당 링크를 점유하고 있는 패킷 세션 수에 기초로 하여 패킷 관문 교환기(400)로 전달하는 해당 링크를 판단하여 특정 링크가 과부하에 도달하지 않도록 신호 및 트래픽 메시지를 균등하게 분산해 준다.As shown in FIG. 2, the ATM-based IMT-2000 packet switch 300 measures the amount of traffic occupied by each packet session for each QoS class and is based on the remaining bandwidth and the number of packet sessions occupying the link. By determining the corresponding link delivered to the packet gateway switch 400 to distribute the signal and traffic messages evenly so that a particular link does not reach the overload.
그리고, 상기 패킷 교환기(300)는 서비스 속성에 따라 서로 다른 대역폭을 지원해 주도록 하는데, QoS 클래스에 따라 적절한 ATM 스위치 자원을 할당해 준다. 이때, 트래픽에 대해서는 패킷 관문 교환기(400)와 정합하는 ATM 제어 보드(35 ~ 38) 중에서 현재 수용 가능한 대역폭이 가장 높은 ATM 제어 보드(35 ~ 38)의 고속 이더넷 링크를 선택하여 할당해 주며, 신호 메시지를 송신할 링크에 대해서는 현재 링크 별로 설정되어 있는 패킷 호 세션이 가장 적은 링크를 선택하도록 한다.The packet switch 300 supports different bandwidths according to service attributes, and allocates an appropriate ATM switch resource according to the QoS class. At this time, the traffic is selected and assigned to the high-speed Ethernet link of the ATM control board (35 ~ 38) with the highest bandwidth currently available among the ATM control board (35 ~ 38) matching the packet gateway switch 400, the signal For the link to send the message, select the link with the fewest packet call sessions set for each link.
또한, 상기 패킷 교환기(300) 내의 이동 가입자 패킷 데이터 호 처리부(설명의 편의상 도면에는 도시하지 않음)는 패킷 데이터 호가 요구될 경우에 이를 감지하여 해당 패킷 데이터 호의 QoS 정보를 포함한 관련 파라미터들을 상기 패킷 교환기(300) 내의 패킷 관문 교환기 정합 호 처리부(설명의 편의상 도면에는 도시하지 않음)로 전달하여 패킷 관문 교환기(400)까지의 트래픽 경로(Path)를 연결하고 신호 메시지를 전달할 것을 요구한다.In addition, the mobile subscriber packet data call processing unit (not shown in the drawing for convenience of description) in the packet switch 300 detects when a packet data call is required and stores related parameters including QoS information of the corresponding packet data call. The packet gateway switch matching call processor in 300 transmits the traffic path to the packet gateway switch 400 and transmits a signaling message to the packet gateway switch matching call processor (not shown in the drawing for convenience of description).
또한, 상기 패킷 교환기(300) 내의 ATM 자원 관리 블록(설명의 편의상 도면에는 도시하지 않음)은 패킷 관문 교환기(400)와 정합하고 있는 ATM 제어 보드(35 ~ 38)의 대역폭 정보를 관리한다.In addition, an ATM resource management block (not shown in the figure for convenience of description) in the packet switch 300 manages bandwidth information of the ATM control boards 35 to 38 that match the packet gateway switch 400.
또한, 상기 패킷 교환기(300) 내의 패킷 관문 교환기 정합 호 처리부는 목적지 주소, 즉 패킷 관문 교환기 어드레스와 상기 ATM 자원 관리 블록에서 제공하는 대역폭 정보에 따라 패킷 관문 교환기(400)로 전달할 신호 링크와 트래픽 링크를 선택한다.In addition, the packet gateway switch matching call processor in the packet switch 300 may transmit a signal link and a traffic link to the packet gateway switch 400 according to a destination address, that is, a packet gateway switch address and bandwidth information provided by the ATM resource management block. Select.
도 3은 도 2에 있어 ATM 제어 보드 장애 및 운용자 요구에 의한 블로킹 시에 부하 분산 처리 동작을 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining the load balancing processing operation at the time of blocking due to an ATM control board failure and an operator request in FIG.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 패킷 교환기(300) 내의 패킷 관문 교환기 정합 호 처리부는 링크 장애나 운용자의 요구에 의해 특정 링크가 블로킹되어질 때, 이를 감지하여 해당 링크에 설정되어 있는 패킷 세션들을 정상적으로 동작하고 있는 링크로 부하를 분산 절체하여 해당 정상적인 링크를 통해 패킷 세션(Session)을 유지하며, 해당 분산된 부하에 대해서 변경된 링크의 IP 주소, 즉 패킷 교환기 어드레스를 포함하는 패킷 세션 갱신 요구 메시지(Update PDP Context Request; URM)를 상기 패킷 관문 교환기(400)로 전송한다.As shown in FIG. 3, the packet gateway switch matching call processor in the packet switch 300 detects when a specific link is blocked due to a link failure or an operator's request, and detects the packet sessions established in the link. The packet session update request message including the IP address of the changed link, that is, the packet switch address, is maintained for the distributed load by maintaining a packet session through the normal link by distributing the load to an active link. PDP Context Request (URM) is sent to the packet gateway switch 400.
도 4는 도 2에 있어 ATM 제어 보드 장애 및 운용자 요구에 의한 블로킹된 링크의 복구 시에 부하 분산 처리 동작을 설명하기 위한 도면이다. FIG. 4 is a diagram for describing a load balancing processing operation in restoring a blocked link due to an ATM control board failure and an operator request in FIG. 2.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 패킷 교환기(300) 내의 패킷 관문 교환기 정합 호 처리부는 상기 블로킹된 특정 링크의 장애가 복구되었을 때, 이를 감지하여 이전의 정상적인 링크의 부하만큼을 다시 넘겨받으며, 해당 넘겨받은 부하에 대해서 패킷 세션 갱신 요구 메시지(URM)를 상기 패킷 관문 교환기(400)로 전송한다. As shown in FIG. 4, the packet gateway switch matching call processing unit in the packet switch 300 detects when a failure of the blocked specific link is recovered, and transfers the load back to the previous normal link load. The packet session update request message (URM) is transmitted to the packet gateway switch 400 for the received load.
본 발명의 실시 예에 따른 패킷 교환기와 패킷 관문 교환기간의 링크 채널 관리 방법을 도 5의 흐름도를 참고하여 설명하면 다음과 같다.A link channel management method of a packet switch and a packet gateway exchange period according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the flowchart of FIG. 5.
먼저, 이동 가입자 패킷 데이터 호 처리부에서는 패킷 데이터 호가 요구될 경우에 이를 감지하여(단계 S1) 해당 패킷 데이터 호의 QoS 정보를 포함한 관련 파라미터들을 패킷 관문 교환기 정합 호 처리부로 전달하여 패킷 관문 교환기(400)까지의 트래픽 경로(Path)를 연결할 것을 요구한다(단계 S2).First, the mobile subscriber packet data call processor detects a request for a packet data call (step S1) and transfers relevant parameters including QoS information of the packet data call to the packet gateway switch matching call processor to the packet gateway switch 400. It is required to connect the traffic path of (step S2).
이에, 상기 패킷 관문 교환기 정합 호 처리부에서는 상기 이동 가입자 패킷 데이터 호 처리부로부터 전달받은 신호 및 트래픽을 GTP로 변환시키며(단계 S3), 해당 패킷 데이터 호의 QoS 클래스와 현재 자원 상태 및 세션 개수에 따라 패킷 관문 교환기(400)로 전달할 신호 및 트래픽 경로(즉, 고속 이더넷 링크)를 판단한다(단계 S4).Accordingly, the packet gateway switch matching call processor converts the signal and traffic received from the mobile subscriber packet data call processor into GTP (step S3), and the packet gateway according to the QoS class, the current resource state, and the number of sessions of the packet data call. The signal and traffic path (i.e., fast Ethernet link) to be delivered to the exchange 400 are determined (step S4).
그리고, 상기 패킷 관문 교환기 정합 호 처리부에서는 패킷 관문 교환기 IP 어드레스에 따라 루트 테이블(Route Table)을 검색하여 해당 패킷 관문 교환기(400)로 도달 가능한 ATM 제어 보드(35 ~ 38)의 고속 이더넷 링크들을 얻어낸다(단계 S5). The packet gateway switch matching call processor retrieves a route table according to the packet gateway switch IP address to obtain fast Ethernet links of the ATM control boards 35 to 38 reachable to the packet gateway switch 400. (Step S5).
이에 따라, ATM 자원 관리 블록에서는 패킷 관문 교환기(400)와 정합하고 있는 ATM 제어 보드(35 ~ 38)의 대역폭 정보를 관리하는데, 상기 제5단계(S5)에서 선택된 고속 이더넷 링크들 중에서 ATM 제어 보드(35 ~ 38)의 QoS 클래스에 근거한 대역폭 점유 상태 정보를 얻어내며(단계 S6), 잔여 대역폭이 가장 높은 ATM 제어 보드(35 ~ 38)의 고속 이더넷 링크를 트래픽 전달용 링크(SGSN Address-D)로 선택한다(단계 S7).Accordingly, the ATM resource management block manages bandwidth information of the ATM control boards 35 to 38 that match the packet gateway switch 400. Among the fast Ethernet links selected in the fifth step S5, the ATM control board is managed. Obtaining bandwidth occupancy status information based on the QoS class (35 to 38) (step S6), the fast Ethernet link of the ATM control board (35 to 38) with the highest remaining bandwidth is the traffic forwarding link (SGSN Address-D). (Step S7).
그리고, 상기 패킷 관문 교환기 정합 호 처리부는 ATM 제어 보드(35 ~ 38)의 고속 이더넷 링크별로 점유되어 있는 패킷 세션 정보를 관리하며(단계 S8), 신호 전달 시에 점유하고 있는 세션 개수가 가장 적은 링크(SGSN Address-C)를 통해 신호 메시지를 전달하여 패킷 세션을 설정해 준다(단계 S9).The packet gateway switch matching call processor manages packet session information occupied for each of the fast Ethernet links of the ATM control boards 35 to 38 (step S8), and the link with the smallest number of sessions occupied at the time of signal transmission is provided. A signal message is transmitted through (SGSN Address-C) to establish a packet session (step S9).
한편, 패킷 데이터 서비스 중에 특정 링크의 장애 시 또는 운용자의 요구에 의해 특정 링크를 블로킹하려고 할 때, 상기 패킷 관문 교환기 정합 호 처리부는 해당 특정 링크의 블로킹을 감지하여(단계 S10) 해당 특정 링크에 설정되어 있는 패킷 세션들을 정상 동작을 수행하고 있는 링크로 상술한 바와 같은 동작으로 재설정해 주며(단계 S11), 이때 변경된 세션 정보(즉, SGSN Address-C 및 SGSN Address-D)를 포함한 패킷 세션 갱신 요구 메시지(URM)를 패킷 관문 교환기(400)로 전송해 준다(단계 S12).On the other hand, when a specific link fails during packet data service or when an operator attempts to block a specific link, the packet gateway switch matching call processor detects the blocking of the specific link (step S10) and sets the specific link. Reestablish the packet sessions to the above-described operation with the link performing normal operation (step S11), and at this time, request the packet session update including the changed session information (ie, SGSN Address-C and SGSN Address-D). The message URM is transmitted to the packet gateway switch 400 (step S12).
그런 후, 상기 장애 또는 블로킹되어진 특정 링크가 정상 상태로 복구되었을 때, 상기 패킷 관문 교환기 정합 호 처리부는 특정 링크의 정상 상태 복구를 감지하여(단계 S13) 이전 정상 상태에 있던 링크의 부하만큼 패킷 세션을 다시 설정해 주며(단계 S14), 이때 변경된 세션 정보(즉, SGSN Address-C 및 SGSN Address-D)를 포함한 패킷 세션 갱신 요구 메시지(URM)를 패킷 관문 교환기(400)로 전송해 준다(단계 S15).Then, when the failing or blocked specific link is restored to the normal state, the packet gateway switch matching call processing unit detects the normal state recovery of the specific link (step S13) and loads the packet session by the load of the link in the previous normal state. Set again (step S14), and transmit the packet session update request message (URM) including the changed session information (i.e., SGSN Address-C and SGSN Address-D) to the packet gateway exchange 400 (step S15). ).
이상과 같이, 본 발명에 의해 비동기 IMT-2000 이동 통신망에서 서로 다른 대역폭을 가지는 패킷 데이터 호를 동시에 지원할 경우에 패킷 교환기와 패킷 관문 교환기간의 링크 채널 할당 시에 효율적으로 트래픽과 신호 메시지를 분배함으로써, 대역폭을 고려하지 않고 데이터 호의 개수만을 기준으로 순차적으로 채널을 할당했을 때에 자원의 최대 이용 수준이 되기도 전에 먼저 트래픽 및 신호 지연이 발생하게 되는 종래의 문제점을 해결하였으며, 데이터 전송 대역폭의 확장에 대해서도 패킷 교환기 내 자원 이용 효율과 가입자 수용 능력의 극대화를 얻을 수 있다.As described above, according to the present invention, when asynchronous IMT-2000 mobile communication network simultaneously supports packet data calls with different bandwidths, traffic and signaling messages are efficiently distributed during link channel allocation during packet switch and packet gateway exchange periods. In the case of sequentially allocating channels based only on the number of data calls without considering bandwidth, we solved the conventional problem that traffic and signal delay occurs before the maximum utilization level of resources occurs. It is possible to maximize the resource utilization efficiency and the subscriber capacity in the packet switch.
도 1은 종래 비동기 IMT-2000 망에서 고속 이더넷 링크 할당을 위한 구성을 나타낸 블록도.1 is a block diagram illustrating a configuration for fast Ethernet link allocation in a conventional asynchronous IMT-2000 network.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 패킷 교환기 내의 ATM 제어 보드 및 고속 이더넷 링크의 구조를 나타낸 도면.2 is a diagram illustrating the structure of an ATM control board and a fast Ethernet link in a packet switch according to an embodiment of the present invention.
도 3은 도 2에 있어 ATM 제어 보드 장애 및 운용자 요구에 의한 블로킹 시에 부하 분산 처리 동작을 설명하기 위한 도면.3 is a view for explaining a load balancing processing operation at the time of blocking due to an ATM control board failure and an operator request in FIG.
도 4는 도 2에 있어 블록 킹된 링크의 복구 시에 부하 분산 처리 동작을 설명하기 위한 도면.4 is a view for explaining a load balancing processing operation at the time of restoration of a blocked link in FIG.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 패킷 교환기와 패킷 관문 교환기간의 링크 채널 관리 방법을 나타낸 흐름도. 5 is a flowchart illustrating a link channel management method of a packet switch and a packet gateway exchange period according to an embodiment of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
31 ~ 38 : ATM 제어 보드 31 ~ 38: ATM Control Board
300 : 패킷 교환기300: packet switch
400 : 패킷 관문 교환기 400: packet gateway exchange
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