KR100805174B1 - 디지털 가입자 회선용 메시지 서비스 - Google Patents

디지털 가입자 회선용 메시지 서비스 Download PDF

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Abstract

디지털 가입자 회선을 통한 메시지 서비스, 예컨대 음성 메일 서비스를 제공하는 시스템 및 방법이 제시된다. 착신 호출은 먼저 서비스 처리기로 라우팅된다. 그 다음에, 이 착신 호출은 디지털 가입자 회선을 통하여 수신 장치로 전달된다. 상기 착신 호출에 대하여 수신 장치가 응답하는 지 여부를 판단한다. 수신 장치가 상기 호출에 대하여 응답하는 경우에, 착신 호출은 메시지 처리기로 라우팅된다. 이 착신 호출은 메시지 처리기에 저장되어 차후 검색시 사용된다.

Description

디지털 가입자 회선용 메시지 서비스 {MESSAGING SERVICES FOR A DIGITAL SUBSCRIBER LOOP}
본 발명은 일반적으로 통신 시스템 및 그 방법에 관한 것이며, 특히 DSL 통신 시스템 등을 통하여 메시지 서비스, 예컨대 음성 메일 서비스를 제공하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
인터넷이 대중화됨에 따라, 점점 더 많은 기업 및 가정 고객들이 고속 광대역 접속을 요구하고 있다. 광대역 접속은 상이한 유형의 물리적 매체, 예컨대 케이블, 위성, 종래의 구리, 전화선 등을 통하여 제공될 수 있다.
전화선은 통상적으로 기존의 가정 및 기업에 높은 비율로 보급되어 있기 때문에, 기존의 근거리 전화 시설(telephone local plant)의 대역폭을 증가시키기 위한 다양한 고안이 제시되어 왔다. 그러한 고안의 한 예가 최대 56kbps의 속도로 동작 가능한 모뎀이다. 다른 고안은 디지털 가입자 회선(Digital Subscriber Line; DSL) 서비스이다. DSL 서비스는 기존의 구리 가입자 회선을 이용하여 최종 사용자에게 서비스를 제공한다. DSL의 다른 이점은 동일한 전화선 쌍을 이용하여 고속 데이터 서비스 및 전화 음성 서비스를 제공할 수 있다는 점이다.
DSL의 일반적인 네트워크 형태가 도 1에 도시되어 있다. DSL 서비스는 중앙 국의 디지털 가입자 회선 접속 다중화기(DSL Access Multiplexer; DSLAM)(3)를 사용하여 일반 전화선(2-1 또는 2-2)을 통해 전달된다. DSL을 통하여 데이터 서비스만을 수신하는 가입자의 경우에, 이 서비스는 DSL 모뎀 또는 라우터[CPE 장치(4)로서 도시됨]가 있는 가입자 구내에서 종료된다. DSL 데이터 전용 서비스를 제공하는 종래의 시스템에서는 POTS 서비스가 DSL 서비스와 공존하는데, 이는 가입자 구내로/로부터 들어오는 동일 회선 상에서 POTS 신호는 기저대역에 존재하고 DSL은 더 높은 주파수 대역에 존재하기 때문이다. 가입자 구내 영역 및 중앙국 양쪽에서, POTS 스플리터(15, 17)는 POTS 신호를 데이터 신호로부터 분리하는 기능을 한다. 도 1에 도시된 바와 같이, POTS 신호는 중앙국의 종래의 음성 네트워크(14)로 라우팅되며 DSL 데이터는 DSLAM(3)으로 라우팅된다.
차세대 장치는 디지털 음성 링크와 같은 부가 가치 서비스를 상기 네트워크에 부가함으로써 DSL 링크의 가치를 증가시키려는 시도를 해왔다. 이러한 모델에서, 디지털화된(그리고, 대역폭을 효율적으로 이용하기 위해 가능한 압축된) 음성이 DSL 링크상의 데이터를 따라 전송된다. 음성·데이터 결합형 서비스에 있어서, DSL 서비스는 음성·데이터 통합형 접속을 제공하는 장치[도 1의 CPE(5)]에 의해 종료된다. 상기 장치들은 통상적으로 데이터용 이더넷 포트(6) 및 음성용 다중 아날로그 POTS 포트(7-1, 7-2) 등을 제공한다.
DSLAM(3)는 통상적으로 트래픽을 고속 상향 회선(8)을 통하여 복수의 가입자로부터 대도시 또는 지방 패킷 네트워크(9)로 전달하는 패킷 다중화기 역할을 한다. 데이터 네트워크는 통상적으로 ATM 스위치를 포함한다. DSLAM에서 사용되는 패 킷 프로토콜은 음성 및 데이터를 지원하는 ATM 또는 프레임 계전기에서 사용되는 패킷 프로토콜이다. DSL 가입자가 사용하는 주요 데이터 서비스는 인터넷(11) 접속이기 때문에, 패킷 네트워크는 통상적으로 가입자 관리 시스템(12)으로 알려진 장치를 통하여 인터넷에 연결된다. 또한, 구내 또는 기업 데이터 네트워크로의 접속은, 예컨대 재택 근무자를 지원할 수 있다.
음성 게이트웨이(13)는 음성 서비스를 DSL 가입자에게 전달하는 데 이용된다. 음성 게이트웨이(13)는 패킷 네트워크를 일반 전화 교환망(public switched telephone network; PSTN)(14)에 연결한다. 디지털 음성 스트림은 패킷 포맷으로 변환되어 음성 게이트웨이와 가입자 구내의 통합형 접속 장치 사이에서의 패킷 네트워크를 통하여 전송된다. 음성 게이트웨이는 전화 스위치, 예컨대 클래스 4 또는 클래스 5 스위치를 통하여 PSTN에 접속한다.
음성 게이트웨이(13)는 전화 스위치의 관점에서 디지털 접속 네트워크를 나타내므로, 게이트웨이와 전화 교환기간의 접속은 통상적으로 GR-303, TR-008 또는 V5와 같은 디지털 회선 전송 방식(digital loop carrier system)용 표준 인터페이스를 이용한다. 이러한 종류의 신호 방식은 대역 내 신호(in-band) 방식으로 알려져 있다. 고기능 디지털 회선 전송 또는 단변 장치(edge device)와 통신하는데 채용되는 제2 신호 방식이 있다. 이 신호 방식 스택은 SS7로 알려져 있으며, 대역 외(out-of-band) 신호 방식의 전형을 나타낸다. SS7 프로토콜 스택을 통한 단변 장치의 전화로의 커넥션은 대역 내 신호 방식 프로토콜에서 사용되는 동기식 타임 슬롯으로부터 논리적으로 분리된 링크이다. 지금까지 설명한 것은 DSL 서비스를 구현 하기 위한 기지의 일반적인 구조이다.
종래의 데이터 및 POTS 서비스 이외에, 각종 장비 제작자는 DSL 상에서 사용되는 음성·데이터 통합형 서비스용 장비를 소개하고 있다. 예컨대, 캘리포니아주 소재의 Coppercom Communication 사는 DSL 서비스를 제공하는 DSL 서비스 공급자에게 장비를 공급한다. 특히, 이 회사는 도 2에서 예로서 도시되고 있는 CopperComplete(등록 상표) DSL 구조를 제시하였다. CopperComplete(등록 상표) DSL에 의해 제공되는 시스템 구조는 ATM 스위치(22) 뒤에 음성 게이트웨이(21)를 사용한다. 음성 게이트웨이(21)는 패킷형 음성 트래픽을 클래스 5 스위치(23)를 경유하여 PSTN에 적합한 음성 신호로 변환하는 부가 장비이다. 이 음성 게이트웨이(21)는 수신되는 ATM 적응 계층 2(AAL2) 셀을 시분할 다중화 음성 신호로 변환하고, 이 신호를 다중 T1 트렁크(24)를 이용하여 클래스 5 스위치(23)로 전송한다. 이러한 인터페이스의 예로는, GR-303 인터페이스가 있으며, 이는 도 1을 참조하여 전술한 바와 같이 디지털 회선 전송(DLC)에 의해 사용된다.
Coppercom 구조에서 사용되는 음성 경로는 실시간이 아닌 CPE 장비 공급시 형성되는 고정 가상 회선(permanent virtual circuit; PVC)이다. 이 PVC는 신호 트래픽뿐만 아니라 모든 음성 트래픽도 전송한다. 사용되는 패킷 구조는 ATM 캡슐화를 위한 ATM 적응 계층(AAL2)이다.
AAL2는 1개의 가상 회선(VC)상에 다중화된 다중 접속을 허용한다. 데이터 다중 스트림의 다중화는 ATM 적응 계층에서 이루어진다. ATM 적응은 ATM 망의 종단점(endpoint)에서만 발생한다. ATM 망내의 셀은 가상 경로/가상 채널(VP/VC) 식별자에 기초하여 라우팅 또는 스위칭된다. PVC의 경우에, Coppercom 구조의 경우와 마찬가지로 셀은 CPE 공급시 기설치된 동일한 고정 수신지로 스위칭된다.
Coppercom 구조는 음성 접속을 설정 및 해제하는 데 ATM 망을 이용하지 않고, 대신에 음성 게이트웨이를 이용한다. 따라서, 개개의 음성 호출을 스위칭하기 위하여 ATM 망을 이용하는 것은 불가능하다. 이것은 전술한 바와 같이, Coppercom 구조에서 다중 음성 호출은 신호 데이터를 따라 단일 ATM 가상 회선 상으로 다중화되기 때문이다. ATM 셀 스트림의 내용은 ATM 망에 대하여 투명하다. ATM 망은 그 내용들이 올바른 수신지로 전송되도록 보장하기 위해 헤더를 검사할 뿐이다. 이 구조에서 호출 지정 또는 스위칭은 ATM 망과 독립적이다. 호출 지정은 신호 및 음성 데이터가 음성 게이트웨이에서 디멀티플렉스(demultiplex)된 후에 결정된다.
예이커(Yaker)의 미국 특허 제5,848,142호는 다른 통신 시스템에 대하여 개시하고 있다. 예이커 특허에서, 상기 통신 시스템은 디지털 가입자 회선을 통하여 ISDN 신호를 처리할 수 있는 PBX 시스템이다. 그러나, 예이커 특허는 본 발명에서 고려하고 있는 ATM 호출의 교환 환경(switching environment)과는 무관하다.
본 발명자는 종래 DSL 구조에 몇 가지 결점이 있다는 것을 인지하고 있다. ATM AAL2를 이용하여 음성을 전송함으로써, 상기 구조는 압축(적용 가능한 경우), 침묵 억제(silence suppression), 가변 패킷 채움 지연 설정(variable packet fill delay setting)의 관점에서 최종 사용자에게 높은 비용과 복잡성을 부가한다. 더욱이, 데이터 다중 스트림을 CPE의 1개의 ATM 가상 회선 상으로 다중화할 필요가 있다. 또한, 상기 구조에서 접속을 동적으로 설정 및 해제하고자 하는 경우에 ATM 망(예컨대, ATM 스위치)을 직접 이용할 수 없기 때문에, 시스템 자원을 비효율적으로 사용하게 되는 결과를 초래한다.
따라서, 본 발명자는 대안으로 ATM AAL1을 이용하여 음성 트래픽을 전송하는 보다 양호한 해결안에 이르렀다. AAL1은 ATM 망 자체내의 ATM 계층에서 접속을 동적으로 설정 및 해제하는 능력뿐만 아니라 ATM 망을 통하여 음성을 전송하는 간단한 방법을 제공한다(ITU-TI.363.1: B-ISDN ATM Adaptation Layer Specification: Type 1 AAL 참조).
따라서, 본 발명의 한 양상은 음성 경로가 PVC와 교환식 가상 회선(switched virtual circuit; SVC)의 결합에 기초하는 통신 구조이다. PVC는 CPE에서부터 DSLAM 상의 트렁크 포트까지 설정된다. SVC는 음성 접속을 설정 및 해제하기 위하여 ATM 스위치 내에 존재할 수 있는 동적 커넥션이다. 각 음성 경로는 복수 개의 음성 경로를 함께 다중화하기보다는 독립 ATM 가상 회선에서 전송된다. 음성 트래픽은 AAL1을 이용하여 전송된다. 또한, 신호 정보는 음성과 독립적으로 전송되며, 스위치로 직접 라우팅되지 않고 서비스 제어 처리기로 라우팅된다.
이러한 구조에서, 가상 경로/가상 채널의 값은 셀 내에 포함된 정보와 그 정보를 요구하는 사용자를 직접 식별한다. 음성 채널마다 독립 ATM 가상 회선을 사용함으로써, ATM 스위치(교환식 가상 회선을 이용함)내의 접속을 설정 및 해제할 수 있다.
서비스 제어 처리기는 대역 내 신호 방식을 통하여 스위치를 외부적으로 제어한다. 상기 구조는 접속을 동적으로 설정 및 해제할 수 있는 능력을 이용하여 ATM 스위치를 이용한다. 상기 구조에서, ATM 망내의 ATM 적응 계층에서 어떠한 결정도 이루어지지 않고, 데이터는 VP/VC에 근거한 올바른 수신지로 전송된다. 이러한 접속은 ATM 계층에서 형성된다.
본 발명의 다른 양상에서, 본 발명자는 DSL 서비스를 보다 매력적이게 하는 사용자 애플리케이션을 제공하는 것이 바람직하다는 것을 인식하고 있다. 따라서, 디지털 가입자 회선을 통하여 음성 메일 서비스와 같은 메시지 서비스를 제공하는 시스템 및 방법이 제시된다. 착신 호출은 먼저 서비스 처리기로 라우팅된다. 그 다음에, 이 착신 호출은 디지털 가입자 회선을 통하여 수신 장치로 전달된다. 상기 착신 호출에 대하여 수신 장치가 응답하는지 여부를 판단한다. 수신 장치가 상기 호출에 대하여 응답하는 경우에, 상기 착신 호출은 메시지 처리기로 라우팅된다. 이 착신 호출은 메시지 처리기에 저장되어 차후 검색시 사용된다.
도 1은 서비스를 제공하는 종래의 DSL 구조의 블록도.
도 2는 음성 및 데이터 서비스 모두를 제공하는 다른 DSL 구조의 블록도.
도 3은 본 발명에 따른 DSL 시스템을 나타낸 도면.
도 4는 CPE 유니트에 대한 예시적인 세부 실시예를 회로 블록도 형식으로 나타낸 도면.
도 5는 FPGA 45 내에서 하향 회선 동작의 수행을 나타낸 블록도.
도 6은 상향 회선 ATM 셀 캡슐화 인터워킹 기능부를 나타낸 도면.
도 7은 호출을 보내거나 또는 개시하는 동작 시나리오를 나타낸 도면.
도 8은 호출에 대한 시나리오를 프로세스 동작 순서로 나타낸 도면.
도 9는 CPE에 의해 개시된 CPE 호출 차단 동작 시나리오를 나타낸 도면.
도 10은 수신 셀의 동작 시나리오를 나타낸 도면.
도 11은 텔코(telco) 스위치 또는 NCS에 의해 개시된 호출 차단에 대한 시나리오를 나타낸 도면.
도 12는 GR-303 인터페이스에 대한 블록도.
도 13은 분산 환경내의 SCP의 대표적인 실시예를 나타낸 도면.
도 14는 음성 채널이 SCP를 통하여 CPE 및 텔코 사이에서 어떻게 할당되는 지를 나타낸 블록도.
도 15는 CPE 및 NCS 사이의 데이터 경로의 논리적 흐름을 나타낸 도면.
도 16은 CPE 및 NCS 사이의 데이터 경로에 대한 다른 블록도.
도 17은 음성 데이터 경로가 가변 비트 속도(VBR)로 설정되는 반면에, 명령 및 PC 경로는 미지정 비트 속도(UBR)로 설정된 상태를 나타낸 도면.
도 18은 NCS를 통한 음성 트래픽의 데이터 경로의 실시예를 나타낸 도면.
도 19는 6개의 CPE로 구성된 시스템에서 처리량이 감소될 수 있는 지점에 대한 실시예를 나타낸 블록도.
도 20은 본 발명에 따라 음성 메일 서비스가 제공되는 방법을 나타낸 흐름도.
도 21은 음성 메일 애플리케이션 서버가 SCP로부터 물리적으로 어떻게 분리될 수 있는 지를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 따른 예시적인 실시예를 도시한다. 시스템 블록도(30)는 수개의 기능부 블록들을 포함한다. 시스템 도메인(300)은 중앙국(Central Office; CO) 장비 도메인(31)[이하, 네트워크 제어 시스템(NCS)라고도 함] 및 가입자 구내 장비(Customer Premise Equipment; CPE) 도메인(32)을 포함한다. 시스템 도메인내의 구성 블록 및 이들 각자의 인테페이스는 CPE 유니트(33-n), DSLM(34), ATM 스위치(35), 인터넷 게이트웨이(36) 및 서비스 제어 처리기(Service Control Processor; SCP)(37)이다.
CPE 유니트(33-n)
CPE 유니트(33-n)는, 예컨대 4개의 분리된 아날로그 전화(38-1 내지 38-4)(POTS를 경유함) 및 1개의 10 베이스-T 이더넷 커넥션(39)과 상호 접속하는 내부 DSL 모뎀 유니트를 포함한다. 가입자의 아날로그 단말 장치로부터, 각 커넥션이 고유의 VPI/VCI를 갖는 상태에서, CPE 장치(예컨대, 33-1)는 각 전화(38-1 내지 38-4)로부터 아날로그 입력을 수신하여, 이 아날로그 입력을 디지털 데이터로 변환한 후에, 이 데이터를 ATM 패킷(ATM상의 POTS)으로 패키지화한다. VPI는 가상 경로 식별자(Virual Path Identifier)이고 VCI는 가상 채널 식별자(Virtual Channel Identifier)이다. ATM 망은 VPI/VCI 쌍에 의해 특징지워질 수 있도록 지향된 커넥션이다. VPI는 물리적 매체 상에 존재하는 가상 경로를 식별하는 데 사용된다. VCI는 가상 경로내의 가상 채널을 식별하는 데 사용된다. 여기에서, PVC 또는 SVC의 개념이 도출된다. PVC는 2개의 종단점간의 커넥션이며, 통상 수동으로 형성된다. PVC는 ATM 망의 경로를 따라 존재하는 각 노드에서의 VPI/VCI 값 쌍을 이용하여 형성된 종단점간의 경로이다. SVC는 신호 방식 프로토콜을 이용하여 요청에 따라 설정 또는 해제된다는 점을 제외하고 PVC와 유사하다.
또한, 이더넷 데이터는 고유 VPI/VCI를 갖는 ATM 셀로 캡슐화된다. ATM 셀 스트림은 CPE 유니트내의 내부 DSL 모뎀으로 전송되어 변조된 후에 DSLAM(34)으로 전달된다.
DSLAM 단으로부터, DSL 신호는 CPE DSL 모뎀에 의해 수신 및 변조되어 VPI/VCI 검출 프로세스로 전달된다. 그 다음에, 최종 사용자의 전화와 일치하는 VPI/VCI를 갖는 ATM 셀 데이터가 추출되고, 아날로그 POTS로 변환되어 전화(38-1 내지 38-4) 중 하나로 전달된다. 최종 사용자의 이더넷 커넥션과 일치하는 VPI/VCI를 갖는 ATM 셀 데이터가 추출되어 이더넷 포트로의 전송을 위하여 내부 이더넷 송수신기로 전달된다. 상기 과정은 CPE 및 이하 구성 요소의 상세한 설명과 연계하여 상세하게 기술될 것이다.
DSLAM(34)
DSLAM(34)은 복수의 DSL 모뎀(33-1 내지 33-n)으로부터 수신된 데이터를 복조하고, 이 데이터를 예컨대, ATM 백본망(backbone network)으로 집선시켜 네트워크의 나머지 부분으로 연결한다. DSLAM(34)은 ATM 출력 상의 DSL 라인을 ATM 스위치(35)로 집선시킴으로써 패킷, 셀 및/또는 회선을 기초로한 응용에 역송(back haul) 서비스를 제공한다.
ATM 스위치(35)
CO ATM 스위치(35)는 ATM 망의 백본이다. ATM 스위치는 네트워크 내에서 셀 전송, 다중화 및 집선, 트래픽 제어 및 ATM 계층 관리 등의 각종 기능을 수행한다. 시스템 도메인(30)에서 특히 흥미로운 점은, ATM 스위치가 DSLAM(34), 서비스 제어 처리기(37) 및 인터넷 게이트웨이(36)로의 접속에 있어서 셀 라우팅 및 버퍼링을 제공하고, 음성 전화 호출을 제어하는 공중 스위치(40)에 관련된 T1 회선 에뮬레이션 지원을 제공한다는 것이다.
ATM 스위치의 예시적인 일 실시예는 Newbridge MainStreetXpress 36170 Multiservice Switch(Newbridge 36170)이다. 이 스위치는 T1 회선 에뮬레이션 카드를 통하여 DSLAM 능력 및 각각의 DSO 제어 능력을 갖는다. DSLAM 능력과 DSO 제어 능력 중 어느 것도 스위치로 통합될 수 없으며, 이는 개별 장치에 존재한다.
ATM 스위치의 예시적인 다른 실시예는 옵션 T1 카드가 부가된 Lucent Access Concentrator이다. 이 집선기(concentrator)는 SCP(37)의 통제하에, NCS 안팎의 각종 수신지로 데이터를 모으고 분산시키는 라우팅 메커니즘과 같은 기능을 한다.
본 발명의 일 실시예에서, 옵션 T1 카드는 ATM 셀이 T1 커넥션의 일부로서 DSO 타임 슬롯 위에 배치될 수 있도록 ATM 스위치에 설치된다. 예컨대, 카드마다 6 T1 포트가 존재할 수 있다. 이 경우에, T1 카드는 텔코(Telco)의 스위칭 네트워크에 연결된다.
ATM 스위치(37)에서 텔코 스위치(40)까지의 다른 예시적인 인터페이스는 GR-303 인터페이스이다. GR-303 인터페이스는 2 내지 28 DS1 커넥션을 포함할 수 있는 인터페이스 그룹(Interface Group; IG)을 정의한다. 채널 12 및 채널 24는 제1 DS1 커넥션 상의 정보를 제어하는 데 사용된다. IG에 제2 DS1이 있는 경우에, 제2 DS1은 채널(12, 14)에 여분의 제어 정보를 포함한다. 상기 채널들은 단지 제1 2DS1 커넥션에 사용된다. 다른 모든 DS1 커넥션은 음성 트래픽을 위해 모든 24 채널을 이 용한다.
제어 정보를 포함하는 1 DS1 또는 2 DS1의 경우에, 채널 12는 타임 슬롯 관리 채널(Timeslot Management Channel; TMC)로서 사용되고, 채널 24는 삽입된 운용 채널(Embeded Operations Channel; EOC)로서 사용된다.
상기 인터페이스에 대한 블록도는 도 12에 도시되어 있다.
인터넷 게이트웨이(36)
인터넷 게이트웨이(36)는 ATM 스위치(35)에 대한 접속과 관련하여 ATM 상의 IP 인터넷워킹의 ATM 신호 지원을 제공한다. 인터넷 게이트웨이의 예시적인 일 실시예는 Cisco 7200 시리즈의 고성능 라우터이다. 이 라우터는 4개의 ATM 포트 및 32개의 10베이스-T 이더넷 포트에 해당하는 용량을 갖는다. 다른 모델들도 용량 및 성능에 기초하여 선택될 수 있다.
서비스 제어 처리기(SCP)(37)
SCP(37)는 인터넷 도메인 네임 서비스(DNS) 서버와 유사하게 주소 변환, 요청 할당 및 호출 관리 기능을 제공한다. SCP(37)는 다른 서비스 공급 및 설정 임무뿐만 아니라 CPE 및 대역폭으로의 다운로딩 코드와 호출 관리[예컨대, 비지(busy) 신호]와 같은 다른 기능에도 이용될 수 있다.
SCP의 대표적인 일 실시예는 Gateway 사로부터 판매되고, 1개 또는 2개의 Fore System사의 ForeRunnerHE 155 ATM 서버 어댑터가 구비된 Performance 500 시리즈의 PC이다. ForeRunnerHE 155는 SCP에 ATM 스위치로서의 역할을 하는 Newbridge 36170에 대한 양방향 OC-3 연결성(full duplex OC-3 connectivity)을 제 공한다. 상기 ATM 어댑터 중 하나는 Newbridge 36170에 대한 전용 명령 링크로서 작용한다. Newbridge 36170이 프록시 서버 유형의 제어를 지원하고, 그러한 제어 채널에 분리형 포트가 필요한 경우에, 제2 ATM 어댑터가 SCP에 설치될 것이다. 그러면, 이 ATM 어댑터는 SCP 와 Newbridge 36170 간에 PVC에 대한 데이터 경로로서 역할을 할 것이다.
도 13은 분산 환경에 있는 SCP의 다른 예시적인 일 실시예를 도시한다. 판단 유니트(CPU)(1305-1 내지 1305-n)는 기능적 작업을 수행할 수 있는 운영 체계를 실행하는 1개 이상의 표준 재고(off the shelf) 산업용 패키지형[랙마운트(rackmount)] 컴퓨터를 포함할 것이다. 다양한 소프트웨어를 실행하는 데 전용 플랫폼이 필요한 경우에, 상이한 CPU는 상이한 운영 체계를 실행하고 있을 수 있다는 점을 주목해야 한다. 소망하는 플랫폼은 최소한의 재작업이나 설계 변경으로 부가적인 처리 능력이 추가될 수 있도록 크기가 조절될 수 있어야 한다.
도면에 나타난 바와 같이, 모든 구성 요소는 내부 사설 LAN 1310(예컨대, 이더넷)을 통해 연결되어 통신 및 접속성을 용이하게 한다. 데이터 저장 어레이(1311)는 LAN(1310)(예컨대, 이더넷)에 연결된 네트워크 보조 저장 유니트를 포함하여 통신 및 접속성을 용이하게 한다. 이로써, 스테이터스(status) 및/또는 장애 추적(troubleshooting)을 위해 접속이 필요한 경우에, 원격 접속 장치를 통하여 데이터에 직접 접속할 수 있다.
ATM 인터페이스 블록(1320)은 ATM 셀을 CPU에서 처리될 수 있는 데이터로 변 환하는 인터페이스이다. 대안으로, 1개 이상의 CPU 상의 ATM NIC가 동일한 목적으로 사용될 수 있다.
또한, DSLAM 및 ATM 스위치에 대한 제어 신호가 NCS 운용에 필요하다. 상기 제어 신호는 대역 내 신호 또는 대역 외 신호일 수 있다.
도 14는 본 발명에 따라 음성 채널이 SCP를 통하여 CPE와 텔고 사이에서 할당되는 방법을 나타낸 블록도이다. SCP-CPE 간 논리적 접속은 CPE 유니트, ISP 및 텔코간의 데이터 경로를 제어하는 데 이용된다. CPE와 NCS간의 모든 데이터 경로는 기설치된 PVC를 가질 것이다. 이로써, SCP와 CPE 간의 제어 정보의 교환을 가능하게 하는 채널과 ISP에 24시간 접속할 수 있다.
또한, 음성 채널들은 도 14에 도시된 바와 같이, 단지 CPE와 ATM 스위치 사이에서만 PVC(각자의 가변 속도를 가짐)일 것이다. SCP는 호출이 요청될 때, 예컨대 ATM 스위치를 통하여 텔코와 음성 채널 사이를 실시간으로 연결해야 한다. 이것은 NCS와 텔코 사이에 있는 DSO의 수가 한정되어 있기 때문이다. 각 음성 데이터 경로는 텔코에 접속하기 위하여 DSO를 필요로 한다. 경제적인 이유로, DSO의 수는 가능한 음성 채널의 총 수 보다 적다. 따라서, SCP는 DSO가 CPE 음성 채널에 필요한 경우에 DSO를 동적으로 할당해야 한다. 이 SCP는 NCS 및 해당 CPE에 유입 및 유출되는 호출 모두에 대한 모든 음성 접속의 조정 및 설치를 담당한다.
도 14에 도시된 바와 같이, CPE로부터 들어오는 음성 채널의 총 수(XN)는 NCS에서 나가는 사용 가능한 DSO 슬롯의 수(M)보다 훨씬 크다. 따라서, SCP는 호출이 CPE에 접속되는 경우에 DSO 채널을 동적으로 할당해야 한다. SCP는 ATM 스위치 에 명령을 내려 CPE 음성 채널을 T1 인터페이스로, 최종적으로는 텔코로 라우팅시키는데 사용될 수 있는 ATM 스위치에 대한 명령 채널을 갖는다.
텔코에 대한 음성 호출 데이터 경로가 설치되는 경우에, ATM 스위치는 적절한 VPI/VCI를 T1 카드 중 하나의 DSO 슬롯 중 하나로 라우팅하도록 명령을 받는다. DSO 및 T1 포트에서 이용될 수 있는 트래킹(tracking)은 SCP에 의해 유지된다. 모든 ATM 셀 변환은 T1 카드에 의해 조정된다.
SCP는 초기 설정을 비롯하여 ATM 스위치의 모든 상황을 제어한다. ATM 스위치는 이하의 1개 이상의 방식에 의해 제어될 수 있다.
1. 단말기 에뮬레이션(terminal emulation)을 이용하는 RS232 포트를 통한 방식. 이것은 대역 외 신호 방식이다.
2. 텔넷(Telnet)를 이용하는 이더넷을 통한 방식. 이것은 대역 외 신호 방식이다.
3. SCP와 ATM 스위치간에 PVC를 할당하는 방식. SCP는 대역 내 신호 방식을 사용하여 SNMP 클라언트를 실행하고 ATM 스위치를 제어한다.
4. ATM 스위치 상에 API를 이용하는 방식[패킷 스타 신호 게이트웨이(PacketStar Signaling Gateway)]. 이것은 대역 내 신호 방식이다.
대역 내 신호 방식을 사용함으로써 ATM 스위치로부터 가장 빠른 응답을 제공할 수 있지만, 인터페이스의 복잡성은 증가한다. 더욱이, 대역 내 신호 방식은 기존에 설치된 ATM 데이터 경로를 사용할 수 있다. 이것은 SCP 및 ATM 스위치가 공존하지 않는 경우에 특히 유용하다.
대역 외 신호 방식은, 예컨대 ATM에서 제공되는 LANE(Local Area Network Emulation)를 이용하여, 기존의 ATM 데이터 경로를 사용하고 의사(pseudo) 대역 내 신호 방식을 제공할 수 있다.
SCP는 RS232 포트를 통하거나, TCP/IP를 경유하여 SNMP 클라이언트를 이용함으로써 IP 인터넷 게이트웨이(36)와 통신할 수 있다.
텔코 스위치(40)에 대한 T1 인터페이스는 ATM 셀을 DSO 채널에 입력되고 T1 라인을 통해 텔코 스위치로 전송되는 데이터로 변형시킨다. 데이터가 NCS에서 수신되는 경우에는 그 반대의 상황이 발생한다.
T1 인터페이스는 ATM 스위치 상에 옵션으로 설치된 라인 카드로 구성된다. SCP는 ATM 스위치에 명령을 내림으로써 데이터를 T1 카드상의 각 DSO 슬롯으로 라우팅할 것이다
세부 CPE 유니트 구현
CPU 유니트(33-n)에 대한 예시적인 세부 실시예는 도 4에서 회로 블록도로서 도시되어 있다. 예컨대, CPE 유니트 구조에 대한 실시예는 Altera 10K 100A 240 핀 FPGA(45), 2개의 Alcatel MTK-40131 SH POTS 평가 보드(44-1, 44-2), Alcatel MTK-20140 DSL 모뎀 평가 패키지(46) 및 수개의 주변 장치, 예컨대 메모리 SRAM(413) 및 이더넷 물리 계층 처리기(420)를 포함할 수 있다. 이들 주요 CPE 유니트 구성 요소 각각에 대해서는 이하에서 상세히 설명된다. 상기 구성 요소들은 본 발명의 구현뿐만 아니라 검사 및 평가하는 데 이용될 수 있다.
이 분야의 당업자는 본 발명에 따라 CPU 유니트, 예컨대 CPE(33-1)를 구현하 기 위해 본 명세서에서 선택 및 설명되는 구성 요소가 예시적인 것에 불과하다는 것을 알 것이다. 용이하게 입수 가능한 상용 제품을 사용하여 본 발명을 간편하게 구현하기 위해 상기 구성 요소들이 주로 선택된다. 본 명세서에 기재된 상기 구성 요소들과 동일한 기능을 수행하는 기타 회로 또는 집적 회로도 사용될 수 있으며, 이것은 이 분야의 당업자에 명백할 것이다.
전화 인터페이스 - Alcatel MTK-40131 SH POT 평가 보드(44-1, 44-2)
Alcatel MTK-40131 평가 보드(44-1, 44-2)는 RJ11 커넥션(41-1 내지 41-4)을 경유하여 POT 전화(38-1 내지 38-4)에 대한 인터페이스 보드로서 사용된다. 상기 보드는 예컨대, 아날로그/디지털 변환(A/D), 디지털/아날로그 변환(D/A) 및 라인 인테페이스 제어 등과 같이 아날로그 전화 세트 또는 기타 아날로그 단말기를 디지털 통신 시스템에 연결하는 데 필요한 기능을 포함한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 각 MTK-40131 평가 보드는 3개의 장치, 즉 신호 및 전원 인터페이스를 아날로그 라인에 제공(라인 당 1개)하는 2개의 단거리 라인 인터페이스 회로(SH LIC)와 모든 신호 처리 기능을 2개의 개별 2선식 전화 라인에까지 제공하는 1개의 DSP 기반 CODEC(CODSP)(43-n)를 포함한다.
Alcatel MTK-40131 평가 보드에 대한 디지털 인터페이스는 일반 회선 인터페이스(GCI)이다. 링 신호 방식, 온 후크(on-hook) 신호 방식, 오프 후크(off-hook) 신호 방식 및 경고 검출은 모두 GCI-1 또는 GCI-2를 경유하여 Alcatel MTK-40131 평가 보드에 의하여 Altera FPGA(44)에 제공된다.
2개의 Alcatel MTK-40131 평가 보드(44-1, 44-2)는 아날로그 POTS를 4개의 아날로그 전화(38-1 내지 38-4)에 대한 디지털 인터페이스에 제공한다. 물론, 보다 많거나 또는 적은 수의 평가 보드가 사용될 수 있으며, 4개 이상 또는 그 이하의 아날로그 전화를 수용할 수 있는 용량을 제공하기 위하여 상기 회로의 나머지 부분의 크기가 크게 또는 작게 조절될 수 있다.
하향 회선 데이터의 경우(즉, 최종자 사용 전화 방향)에, CODSP(43-1 또는 43-2)는 수신되는 GCI 데이터를 D/A 변환 및 아날로그 전화 포트(41-1 내지 41-4) 중 하나로의 전달을 수행하는 MTC-30132 SH LIC 유니트 중 하나로 라우팅한다. 상향 회선의 경우(즉, 네트워크 방향)에, MTC-30132 SH LIC 유니트(42-1 내지 42-4)는 수신되는 전화 포트 아날로그 데이터를 디지털로 변환하고, 이 디지털 데이터를 CODSP(43-1, 43-2)로 전달한다. 그 다음에, CODSP는 전술한 바와 같이, 이 디지털 데이터를 GCI를 경유하여 FPGA(45)로 전달한다.
ADSL 모뎀 - Alcatel MTK-20140 속도 적응형 ADSL 모뎀 평가 패키지(46)
도 4에 도시된 바와 같이, Alcatel MTK-20140 칩세트(46)는 아날로그 프론트 엔드(MTC-20144)(47) 및 디지털 칩(MTC-20146)(48)로 구성된다. MTC-20146은 이하의 3개의 구성 요소 및/또는 기능부를 통합한다.
·DMT(Discrete Multi-Tone) 모뎀
·결합된 펌웨어(firmware)를 구비한 전용 ADSL 송수신기 제어기
·ATM 프레이머(framer)
따라서, MTK-20140(46)은 완전한 ATM 기반의, 속도 적응형 DMT ADSL 모뎀을 구현하는 데 필요한 모든 능동적 기능을 제공한다.
MTK-20140(46)과 Altera FPGA(45)간의 데이터 인터페이스는 ATM 유토피아(UTOPIA) 인터페이스(410)로서 구현된다. 또한, MTK-20140은 POTS 스플리터(414)에 2개의 RJ11 포트(49-1, 49-2)에 대한 접속성을 제공한다. 예컨대, RJ11(49-1)은 중앙국으로부터의 전화선 쌍에 접속하는 데 사용될 수 있으며, RJ11(49-2)은 아날로그 POTS 전화에 접속하는 데 사용될 수 있다.
ATM 처리-Altera 10K 100A 240 핀 FPGA(Field Programmable Gate Array)(45)
Altera FPGA(45)(이하, FPGA로 약칭함)는 일반적인 ATM 처리를 DSL 서비스에 제공하도록 프로그래밍되었다. 특히, FPGA(45)의 기능은 일반적으로 ATM 셀 스트림 처리, 제어 신호 처리, MTK-40131 SH POTS 유니트(44-1, 44-2), 유토피아 인터페이스에 대한 GCI 인터페이싱, MTK-20140 ADSL 모뎀(46)의 제어 및 CPE 유니트에 대한 트래픽 제어/정형화(shaping)를 포함한다.
DSO/ATM 인터워킹 기능부(IWF)
FPGA 상향 링크에서(CPE에서 네트워크 방향), 56kbps 데이터는 FPGA(45)에서 제공되는 ATM 셀 캡슐화 기능의 일부로서 ATM 셀로 패키지화된다. 56kbps 데이터는 DSO 채널에 전송되는 데이터이다.
ATM Forum's af-vtoa-0078(Circuit Emulation Service Interoperability Specification) 및 af-vtoa-0085[Specification of Dynamic Bandwidth Utilization - In 64kbps Time Slot Trunking Over ATM - Using CES(DBCES)] 명세서를 읽을 때까지, 단일 DSO를 전송하는 데 필요한 대역폭의 크기에 관한 문제는 중요하지 않으 며 간단해 보인다.
af-vtoa-0078에 따르면, 단일 DSO가 T1에서 유일한 액티브 채널인 경우에 전체 T1 대역폭을 요구할 수 있다. 이것은 스위칭 패브릭(switching fabric)의 경우에 적합할 수 있으나, ADSL 상향 회선 경로에는 적합하지 않다. af-vtoa-0085 명세서에 따르면 유휴(idle) 채널을 전송하지 않을 수 있으나, 대역폭은 여전히 ATM 포인터 오버 헤드에 의해 소모된다. 상기 양자의 개시 내용에 의하면 효율적인 대역폭 관리에 일조하기 위하여 IWF를 이용(또는 실제로 필요)할 수 있다.
본 발명에 따른 DSL 시스템에서, DSO 데이터는 가능한 효율적으로(대역폭 사용의 관점에서) ATM 셀로 압축되어야 한다. 네트워크뿐만 아니라 FPGA 상향 회선 및 하향 회선 경로 양쪽에 IWF가 존재한다. CPE 상향 회선 경로에서, IWF는 56kbps 데이터(옥텟 형태)를 ATM 셀 페이로드(payload)로 압축하고, 상기 셀을 전송하기 전에 상기 페이로드가 채워질 때까지 대기 한다. 이로써, 전송된 데이터에 짧은 지연(약 6ms)이 발생한다.
CPE 하향 회선 경로에서, IWF는 페이로드 데이터를 추출하여 이 데이터를 56kbps의 속도로 MTK-40131 SH POTS 유니트로 전송한다. 네트워크 IWF는 CPE IWF와 유사하다. 네트워크 IWF는 ATM 스위치와 T1 CES 카드 사이의 주소 지정 가능 박스에 포함될 수 있다. 대안으로, DSO 데이터에 필요한 네트워크 IWF를 수행하는 T1 CES 카드가 존재할 수 있다.
FPGA 하향 회선 경로
ADSL 모뎀(46)은 데이터를 유토피아 인터페이스(410)를 경유하여 FPGA(45)로 전송한다. 유토피아 데이터가 FPGA의 트래픽 제어 및 정형 기능부(411)로 들어가서, 이 데이터는 내부 ATM 셀 버스(412)로 라우팅된다. 내부 ATM 셀 버스(412)상의 각 노드는 수신되는 ATM 셀에서 VPI/VCI 검출 및 필터링을 수행하며, 그 예가 블록(420-1 내지 420-6)으로 도시되어 있다.
VPI/VCI 검출 기능부가 VPI/VCI 일치를 검출하는 경우에, 상기 처리 노드는 ATM 셀 데이터를 ATM 셀 페이로드 추출 기능부로 전송하며, 그 예가 블록(421-1 내지 420-6)에 도시되어 있다.
전화 포트의 경우에, ATM 셀 페이로드 추출 기능부는 그 추출된 페이로드 데이터를 GCI 버스 프로토콜을 통하여 MTK-40131 SH POTS 유니트로 전송한다. 제어 프로세스 경로(422)의 경우에, ATM 셀 페이로드 기능부는 그 추출된 페이로드 데이터를 상기 제어 프로세스 기능부(423)로 전송한다.
특히, 제어 프로세스 기능부(423)는 VPI/VCI 지정을 다른 CPE 포트에 제공한다. 이더넷 경로의 경우에, ATM 셀 페이로드 추출 기능부(421-6)는 그 추출된 페이로드 데이터를 10 베이스-T 물리적 인터페이스 칩(ML2653)(420)으로 전송한다.
모든 포트에 대한 하향 회선 페이로드 추출 프로세스는 ATM 셀로부터 DSO 64kbps 데이터를 합성하고, 아날로그 음성으로의 추가적 변환을 위해 상기 데이터를 56kbps의 속도로 MTK-40131 SH POTS 유니트(44-1 또는 44-2)에 전송하는 IWF(전술함)을 포함한다. FPGA(45) 내에서 이러한 하향 회선 운용을 수행하는 블록도가 도 5에 도시되어 있다.
특히, 하향 회선 인터워킹 기능부(50)는 카운터(51), FIFO(52) 및 변환기/인 터페이스(53)를 포함하며, 이것들의 기능은 이하 표 1-8을 참조하여 설명될 것이다.
전술한 바와 같이, 상향 회선 ATM 셀 캡슐화 인터워킹 기능도 필요하다. 이에 대해서는 도 6에 도시되어 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 전화 포트 데이터(GCI를 경유함) 및 이더넷 데이터 10 베이스-T 물리적 인터페이스 칩은 60에서 그 각자의 ATM 셀 캡슐화 기능을 착수한다. 그 결과로 얻어진 ATM 셀은 VPI/VCI 생성 기능부(420)로 전송되어, VPI/VCI 데이터를 ATM 셀로 삽입하고, 그 ATM 셀을 트래픽 제어/정형화 기능부(411)로 전송한다. 그 다음에, 이 데이터는 전송용 MTK-20140 ADSL 모뎀 유니트(46)로 전달된다. 모든 포트에 대한 상향 회선 ATM 셀 캡슐화 기능부(60)는 DSO 데이터를 가득찬 ATM 셀 페이로드로 압축하고, 이 데이터를 ADSL 모뎀으로 전달하는 IWF를 포함한다.
CPE FPGA(45)는 전화 포트에 대한 AAL1 ATM 셀을 카운터(61), FIFO(62) 및 변환기(63)를 이용하여 표 1 내지 8에서 설명되는 방식으로 포맷한다. 이 시스템 내의 구조적 데이터 전송(SDT) 포인터는 항상 0X00의 값을 갖는다. 상기 표에 포함된 순서 계산 필드는 ITU-TI.363.1의 섹션 2.4.2.1에 정의된 SN 필드내의 순서 계산 필드를 말한다. 순서 계산 필드 카운터(61)는 0에서 시작하여 연속적인 각 ATM 셀에서 최대 7까지 증가한 다음에 0으로 되돌아가는(모듈 8) 3비트 필드이다. SN 카운터가 0인 경우에, SDT 포인터가 ATM 셀 내에 존재한다. 이 ATM 셀 스터핑(stuffing) 포맷은 CAS 비트로서 1×56으로 알려져 있다. ABCD 비트(CAS 비 트)는 ABCD 순서로 배열되며, 왼쪽으로 정렬되어 있다("A"는 MSB이고, "D"는 비트 4임). 하위 리블은 0으로 채워진다. CAS 비트는 24 DS1 프레임 플러스(plus) 포매팅을 포함하는 확장된 수퍼 프레임(ESF) 중 DSO 프레임 6,12,18 및 24의 LSB로부터 가져온 것이다[비트 로빙(bit robbing)].
표 1
순서 카운트 필드 = 0
순서 카운트 0
총 바이트 데이터 유형 # 바이트
5 ATM 셀 헤더 5
6 AAL1 SAR PDU 헤더 1
7 SDT 포인터 1
31 24 DSO 샘플 24
32 CAS 비트 1
53 21 DSO 샘플 21
표 2
순서 카운트 필드 = 1
순서 카운트 1
총 바이트 데이터 유형 # 바이트
5 ATM 셀 헤더 5
6 AAL1 SAR PDU 헤더 1
9 3 DSO 샘플 3
10 CAS 비트 1
34 24 DSO 샘플 24
35 CAS 비트 1
53 18 DSO 샘플 18
표 3
순서 카운트 필드 = 2
순서 카운트 2
총 바이트 데이터 유형 # 바이트
5 ATM 셀 헤더 5
6 AAL1 SAR PDU 헤더 1
12 6 DSO 샘플 6
13 CAS 비트 1
37 24 DSO 샘플 24
38 CAS 비트 1
53 15 DSO 샘플 15
표 4
순서 카운트 필드 = 3
순서 카운트 3
총 바이트 데이터 유형 # 바이트
5 ATM 셀 헤더 5
6 AAL1 SAR PDU 헤더 1
15 9 DSO 샘플 9
16 CAS 비트 1
40 24 DSO 샘플 24
41 CAS 비트 1
53 12 DSO 샘플 12
표 5
순서 카운트 필드 = 4
순서 카운트 4
총 바이트 데이터 유형 # 바이트
5 ATM 셀 헤더 5
6 AAL1 SAR PDU 헤더 1
18 12 DSO 샘플 12
19 CAS 비트 1
43 24 DSO 샘플 24
44 CAS 비트 1
53 9 DSO 샘플 9
표 6
순서 카운트 필드 = 5
순서 카운트 5
총 바이트 데이터 유형 # 바이트
5 ATM 셀 헤더 5
6 AAL1 SAR PDU 헤더 1
21 15 DSO 샘플 15
22 CAS 비트 1
46 24 DSO 샘플 24
47 CAS 비트 1
53 6 DSO 샘플 6
표 7
순서 카운트 필드 = 6
순서 카운트 6
총 바이트 데이터 유형 # 바이트
5 ATM 셀 헤더 5
6 AAL1 SAR PDU 헤더 1
24 18 DSO 샘플 18
25 CAS 비트 1
49 24 DSO 샘플 24
50 CAS 비트 1
53 3 DSO 샘플 3
표 8
순서 카운트 필드 = 7
순서 카운트 7
총 바이트 데이터 유형 # 바이트
5 ATM 셀 헤더 5
6 AAL1 SAR PDU 헤더 1
27 21 DSO 샘플 21
28 CAS 비트 1
52 24 DSO 샘플 24
53 CAS 비트 1

클록 생성(425)
FS6370 EEPROM 프로그램 가능 클록 생성 IC(425)는 FPGA 및 수개의 주변 기기에 클록을 제공한다. FS6370에 대한 16㎒ 입력(426)이 사용되는 데, 그 이유는 이 주파수에서 다수의 다른 필요한 시스템 클록 주파수를 생성하기 용이하기 때문 이다. 20㎒ 클록 신호는 이더넷 프로세싱에 사용되며, 512㎑ 클록 신호는 GCI를 지원하는 데 사용된다. 다른 구현 방법에서, 마스터 시스템 클록이 상기 512㎑ 클록 신호를 대신하여 사용된다.
SRAM(413)
SRAM(413)은 FPGA 내부의 메모리가 ATM 및 이더넷 프로세싱 기능에 필요한 FIFO 및 패킷타이징(packetizing) RAM 모두를 조정하기에 충분하지 않은 경우에, 스크래치 패드 RAM으로서 FPGA(45)에서 사용될 것이다.
비트 블래스터 포트(430)
FPGA(45)는 SRAM을 기반으로 하고, 전력이 상승된 후에 구성되어야 한다. 비트 블래스터 포트(bit blaster port)는 시제품(試製品;prototype) 개발 기간 동안에만 FPGA(45)를 형성하는 데 사용되는 내장형 헤더이다. 비트 블래스터 포트를 사용하는 경우에, EPC1 직렬 EPROM이 설치되지 않아야 한다. 내장형 EPC 1 직렬 EPROM(435)는 정상 운용시 FPGA를 구성할 것이다.
이더넷 인터페이스(420)
28핀 ML2653, 즉 10베이스-T 물리적 계층 칩(420)은 연선(twisted pair) 및 AUI 이더넷 애플리케이션에 대한 완벽한 물리적 인터페이스이다. ML2653(420)은 1개의 단일 칩 집적 회로에서 10 베이스-T MAU, 멘체스터 인코더/디코더 및 연선 인터페이스 필터를 결합한다. ML2653(420)은 AUI 및 링크 플러스(Link Plus)에 기반을 둔 연선 인터페이스 사이에서 자동으로 선택할 수 있다. ML2653은 FPGA내의 헤더 구조 이외에 IEEE 802.31-1990(10베이스-T)과 일치하므로, 패킷 구조에 대한 G.802 표준에 따르는 이더넷 패킷을 수용 및 공급할 수 있다.
데이터 경로의 논리적 흐름
도 15는 CPE로부터 NCS를 통과하는 데이터 경로 및 그 반대 경로(즉, 양 방향)의 논리적 흐름을 도시하고 있다. 상이한 기능성 블록 사이에 사용되는 데이터 포맷도 도시되어 있다.
음성 데이터 경로는 전술한 바와 같이 T1 링크를 경유하여 텔코 네트워크에 연결된다. T1은 도시된 바와 같이, DSO로 칭해지는 24개의 음성 채널로 구성된다. 따라서, 각 음성 데이터 경로는 T1 커넥션의 24개의 DSO 채널중 하나를 사용한다.
음성 데이터 경로는 가변 비트 속도(variable bit rate; VBR)를 갖는 반면에, 명령 및 PC 경로는 예컨대 도 17에 도시된 바와 같이, 미지정 비트 속도(unspecified bit rate; UBR)를 갖는다.
도 16은 CPE와 NCS간의 데이터 경로에 대한 블록도이다.
명령 및 PC 데이터 경로가 UBR인 반면에, 모든 음성 경로는 VBR로 특정되며 각 경로에 대한 고유 VPI/VCI가 된다. NCS가 음성 채널에 대한 데이터 경로 할당을 관리하는 방법에 대한 설명은 음성 트래픽 관리 섹션을 참조하면 된다. 음성 데이터는 AAL1상의 as-vtoa-0078을 이용하여 포맷된다.
명령 채널은 NCS(및 최종적으로는 SCP)에 대한 비저지형(non-blocking) 채널이므로 CPE는 NCS에 항상 접속되어 있다. 대역폭은 최대 수의 CPE가 NCS와 통신하기에 충분한 대역폭을 갖도록 할당되어야 한다.
PC 데이터 경로도 비저지형 채널이지만, 네트워크 폭주 현상이 발생하는 경 우에 최소의 대역폭으로 떨어진다. 상기 비저지형 채널에는 이러한 경우에도 그에 따른 충분한 대역폭이 할당되어야 한다.
ATM 셀이 NCS를 통해 이동하는 경우에, 그 셀의 ATM 주소(VPI/VCI)가 번역될 수 있다. 더욱이, 음성 데이터를 전송하는 ATM 셀은 DSLAM에서 거부될 수 있다. 도 16은 2개의 CPE에서 전송되는 ATM 셀의 데이터 경로에 대한 일 실시예이다.
상기 실시예에서, 2개의 액티브 음성 채널, 즉 CPE1의 음성1 및 CPE2의 음성3이 있다. 기타 음성 채널은 어떠한 데이터도 전송하지 않으므로 DSLAM에서 거부된다. 이러한 과정에 대한 설명은 음성 채널 관리 섹션을 참조하면 된다.
호출 흐름에 따른 동작 순서
이하 섹션에서는 본 발명에 따른 각 주요 구성 요소가 상이한 호출 흐름 시나리오에 따라 어떻게 동작하는 지에 대하여 기술한다.
도 7은 호출을 보내거나 또는 개시하는 동작 시나리오를 나타낸 도면이다. 이 열거된 순서에 대해서는 이하에서 상세히 설명된다.
1. CPE 상의 4개의 전화선 중 하나가 오프 후크(off hook) 상태로 된다
2. 해당 LIU는 오프 후크 표시 신호를 CPE 처리 유니트로 보낸다.
3. CPE 처리 유니트는 오프 후크 상태의 변화를 인식한다.
4. CPE 처리 유니트는 고유 CPE 식별자, 오프 후크 표시 및 CPE상의 전화 포트 ID를 포함하는 ATM 셀을 포맷한다.
5. CPE는 DSL 인터페이스를 통하여 ATM 셀을 네트워크로 보낸다.
6. DSLAM은 ATM 셀을 ATM 스위치로 전송하고, 여기서 이 ATM 셀은 SCP로 라 우팅된다.
7. 서비스 제어 처리기(SCP)는 CPE로부터의 요청을 인식한다.
8. SCP는 공중망(public network)에 연결된 DSO 슬롯의 이용 가능 여부를 결정한다.
8(a). SCP는 DSO를 이용할 수 없다고 판단한다.
8(b). SCP는 사용자 피드백을 생성한다. 이 경우에, 피드백은 스위치에 접속할 수 없을 때 전화망을 에뮬레이션하지 않는다
9. SCP는 이용 가능한 DSO 슬롯을 CPE의 DSLAM 포트에 연결하는 VP/VC 경로를 생성한다.
10. SCP는 자신의 데이터베이스를 검사하고, 그 CPE 포트에 해당하는 전화 번호를 검색한다.
11. SCP는 T1 라인 카드에 호출(소스) 전화 번호를 알린다.
12. SCP는 설치된 커넥션의 VP/VC와 상기 커넥션에 대한 확인 메세지를 포함하는 ATM 셀을 생성한다.
13. SCP에서 생성된 ATM 셀은 ATM 스위치를 통하여 DSLAM에 연결된 ATM 스위치의 포트에 전송되며, 계속하여 CPE 방향으로 전송된다. 상기 셀 VP/VC는 CPE 처리 유니트에 종료한다.
14. CPE 처리 유니트는 상기 ATM 셀을 수신한다.
15. CPE 처리 유니트는 상기 방향이 설정된 VP/VC에 대한 VP/VC 생성/검출을 형성한다.
16. ATM VP/VC 채널은 CPE의 LIU 사이의 DSO 페이로드를 상기 스위치 내의 T1 라인 에뮬레이션 카드로 줄곧 전송하기 시작한다.
17. 호출 진행, 톤(tone) 생성 및 톤 검출이 전화기와 공중 전화망 사이에서 진행된다.
도 8은 호출에 대한 시나리오를 처리 동작 순서에 따라 나타낸 도면이다.
도 9는 CPE에 의해 개시된 호출 차단 동작에 대한 시나리오를 나타낸 도면이다. 열거된 순서는 이하에서 상세히 설명된다.
1. 설치된 호출이 진행되는 동안, CPE 상의 4개의 전화선 중 1개가 온 후크 상태로 된다.
2. 해당 LIU는 온 후크 표시 신호를 CPE 처리 유니트로 보낸다.
3. CPE 처리 유니트는 온 후크 상태의 변화를 인식한다.
4. CPE 처리 유니트는 고유 CPE 식별자, 온 후크 표시 및 CPE 상의 전화 포트 ID를 포함하는 ATM 셀의 포맷을 만든다.
5. CPE는 DSL 인터페이스를 통하여 ATM 셀을 네트워크로 보낸다.
6. DSLAM은 이 ATM 셀을 ATM 스위치로 전송하고, 여기서 ATM셀은 SCP로 라우팅된다.
7. SCP는 CPE로부터의 요청을 인식한다.
8. SCP는 T1 라인 에뮬레이션에 호출 차단을 알린다.
9. SCP는 이용 가능한 DSO 슬롯을 CPE의 DSLAM 포트에 연결하는 VP/VC 경로를 해제한다.
10. SCP는 호출 해제를 승인하는 ATM 셀을 생성한다.
11. SCP에서 생성된 ATM 셀은 ATM 스위치를 경유하여 DSLAM에 연결된 ATM 스위치의 포트에 전송되며, 계속 CPE 방향으로 전송된다. 이 셀 VP/VC는 CPE 처리 유니트에서 종료한다
12. CPE 처리 유니트는 ATM 셀을 수신한다.
13. CPE 처리 유니트는 차단된 포트에 대한 VP/VC 생성/검출을 제거한다.
도 10은 수신되는 호출에 대한 동작 시나리오를 나타낸 도면이다. 열거된 순서는 이하에서 보다 상세히 설명된다.
1. 초기에 SCP는 공중 전화망에 연결된 T1 인터페이스의 상태를 모니터링하고 있다.
2. DSO 채널이 호출 입력을 나타낸다.
3. SCP는 T1 라인 에뮬레이션 카드로부터 수신지 전화 번호를 결정한다.
4. SCP는 전화 번호 및 포트 ID에 관련된 데이터베이스에서 CPE 포트 ID를 찾는다.
5. SCP는 목표 전화 포트를 포함하는 CPE의 DSLAM에 대한 VP/VC 커넥션을 생성한다.
6. SCP는 입력되는 호출 정보, 목표 포트 및 설치된 VP/VC를 포함하는 ATM 셀을 생성한다. 이 셀은 CPE 처리 유니트로 전송된다.
7. CPE 처리 유니트는 이 ATM 셀을 수신하고, 상기 VP/VC를 갖는 목표 포트를 형성한다.
8. CPE는 적절한 RJ11 포트의 전화를 울린다.
9. 이로써, T1 라인 에뮬레이터에서 부터 CPE 전화 포트까지 접속이 설정된다.
도 11은 텔코 스위치 또는 NCS에서 개시된 호출 차단에 대한 동작 시나리오를 나타낸 도면이다. 열거된 순서는 이하에서 보다 상세히 설명된다.
1. 초기에 SCP는 공중 전화망에 연결된 T1 인터페이스의 상태를 모니터링하고 있다
2. DSO 채널이 기존의 호출이 종료를 나타낸다.
3. CPE 장치 사용자는 온 후크 상태로 된다
4. 해당 LIU는 온 후크 상태 신호를 CPE 처리 유니트로 보낸다.
5. CPE 처리 유니트는 온 후크 상태의 변화를 인식한다.
6. CPE 처리 유니트는 고유 CPE 식별자, 온 후크 상태 표시 및 CPE 상의 전화 포트 ID를 포함하는 ATM 셀의 포맷을 만든다.
7. CPE는 ATM 셀을 DSL 인터페이스를 경유하여 네트워크로 보낸다. DSLAM은 이 AMT 셀을 ATM 스위치로 전송하며, 여기서 ATM 셀은 SCP로 라우팅된다.
8. SCP는 CPE로부터의 요청을 인식한다.
9. SCP는 T1 라인 에뮬레이션에 호출 차단을 알린다.
10. SCP는 이용 가능한 DSO 슬롯을 CPE의 DSLAM 포트로 연결하는 VP/VC 경로를 해제한다.
11. SCP는 호출 해제를 승인하는 ATM 셀을 생성한다.
12. SCP에서 생성된 셀은 ATM 스위치를 경유하여 DSLAM에 연결된 ATM 스위치의 포트로 전송되며, 계속하여 CPE로 전송된다. 이 셀 VP/VC는 CPE 처리 유니트에서 종료한다.
13. CPE 처리 유니트는 ATM 셀을 수신하고 차단된 포트에 대한 VP/VC 생성/검출을 제거한다.
음성 트래픽 관리
음성 트래픽 관리는 NCS를 통하여 음성 정보를 전송하는 데이터의 제어와, 시스템의 용량이 그 시스템을 통해 전송될 수 있는 데이터의 이론상 최대값 보다 작은 경우에 데이터의 제어를 관리하는 방법을 말한다. 예컨대, 100개의 전화선이 NCS에 연결되어 있으나 단지 10개의 DSO 라인만이 텔코에 연결되어 있고, 소망하는 각 전화 커넥션에 대한 접속이 요구되는 경우에, DSO 라인은 동적으로 할당되어야 한다.
상기 시스템의 여러 지점에 경제적인 양의 물리적 데이터 대역폭을 할당하기 위하여 통계 자료가 이용될 수 있다. 그 수가 데이터의 이론상 최대량 보다 작기 때문에, 시스템 내의 상이한 지점에서 데이터 블록킹이 발생할 수 있다(즉, 음성 접속이 완료될 수 없음). SCP는 요청되는 데이터 채널의 할당을 관리해야할 것이다. 그리고, 요청이 완수될 수 없는 경우에, SCP는 그 상황으로부터 적절하게 벗어나서 요청하는 대상에게 승낙되지 않음(non-compliance)의 통지를 해야한다.
도 18은 NCS를 통한 음성 트랙픽에 대한 데이터 경로의 일 실시예를 도시한다. 주목해야 할 것은 각 CPE가 PVC를 통하여 NCS로 진행하는 음성 채널을 나타내 고 있다는 점이다.
도면에 나타난 바와 같이, DSLAM 또는 텔코 스위치에서 블록킹되는 호출이 존재할 가능성이 있다. DSLAM에서 발생할 수 있는 블록킹은 DSLAM과 ATM 스위치간의 데이터 경로의 크기에 의하여 결정된다. 텔코 스위치에서 발생할 수 있는 블록킹은 DSO 라인의 수에 의하여 결정된다.
각 음성 채널 PVC는 CPE가 시스템에 연결되는 경우에 설치된다. 이 PVC는 VBR로서 특정된다. 이로써, DSLAM 및 ATM 스위치에 "초과하여 가입될 수 있다(over subscribed)". 즉, 모든 접속이 VBR로서 설정되므로, ATM 스위치는 모든 접속의 설치를 가능하게 할 것이다. CPE는 SCP에 의해 명령을 받기 전까지는 데이터를 어떠한 음성 채널 상에도 전송하지 않을 것이다.
도 18의 실시예에서, 각 DSLAM은 ATM 스위치에 대한 단일 음성 채널을 지원하기에 충분할 정도의 대역폭을 갖는다. 그러나, 3개의 채널이 접속 형성을 시도할 수 있다. 접속되기 전에는, 어떠한 CPE도 음성 채널에 데이터를 전송하지 않는다. 따라서, DSLAM은 데이터를 ATM 스위치로 전송하지 않는다. 이로써, 본 실시예에서 DSLAM에서 ATM 스위치까지는 완전한 미사용 상태로 될 수 있다. 일단, CPE(예컨대, CPE 2)와 텔코 사이에 접속이 이루어지면, SCP는 CPE 2에 그 데이터 채널 상에 음성 데이터의 전송을 시작할 것을 명령할 것이다. 이제, DSLAM1과 ATM 스위치 사이의 데이터 경로는 모두 사용되고 있다. CPE 2의 접속이 제거되기 전에는 다른 어떠한 음성 접속도 이루어질 수 없다. 각 CPE 및 ATM 스위치 사이에 PVC가 설치된 경우에도, SCP는 각 CPE가 음성 데이터를 전송하거나 또는 전송하지 않도록 명령함으 로써 대역폭 할당을 제어할 수 있다.
비음성 트래픽 관리
음성 데이터를 전송하지 않는 데이터 경로(즉, 명령 및 PC 데이터 채널)는 비저지형(non-blocking)이며, 각 경로에 이용 가능한 최소의 대역폭을 가질 것이다. 트래픽 관리는 SCP에 있어서 덜 중요한데, 왜냐하면 이 경우에 각 데이터 경로의 초기 설정은 최소 데이터 속도를 갖는 UBR로서 경로를 특정할 것이기 때문이다. ATM 장치는 ATM 프로토콜 자체의 기능으로서 이 데이터 속도를 증가시킬 것이다. 시스템의 처리량이 변화하므로, 각 채널의 대역폭은 그에 따라 그 채널을 통해 전송하고자 하는 데이터량에 기초하여 조정될 것이다.
데이터 경로에서 발생할 수 있는 각 "초크 포인트(choke point)"는 NCS에 연결된 CPE의 수에 필요한 대역폭의 최소량을 조정할 수 있도록 구현되어야 한다.
도 19는 6 CPE로서 구성되는 시스템에서 처리량이 감소될 수 있는 경우를 나타낸 예시적인 블록도이다.
이 도면에서 각 PVC는 표시된 각 위치에서 제한될 가능성이 있다. 따라서, 상기 경로에서 각 장치는 시스템에 연결된 모든 비저지형 데이터 채널에 필요한 대역폭(전송 프로토콜 오버헤드를 포함)의 양을 조절할 수 있어야 한다.
음성 메일 서비스
본 발명자는 SCP가 본 발명에 따른 구조의 중앙식 관리를 제공하기 때문에, 다양한 사용자 애플리케이션이 SCP에 의하여 또는 SCP와 연계하여 구현될 수 있다는 것을 인식하고 있다. 그러한 애플리케이션 중 하나로 사용자가 그의 전화에 응 답하지 않는 경우에 이용될 수 있는 음성 메일 서비스이다.
예컨대, 도 13에 도시된 SCP와 관련하여 전술한 바와 같이, SCP는 다수 유형의 응용 프로그램을 실행할 수 있다. 응용 프로그램의 일 예가 음성 메일 애플리케이션이다. 음성 메일 애플리케이션은 도 20에 도시된 흐름도에서 설명되는 방식으로 구현될 수 있다.
도 20에 도시된 바와 같이, 단계 2001에서 SCP는 먼저 텔코 스위치 등으로부터 착신 호출을 검출한다. 그 다음에, SCP는 데이터베이스를 검색하여 착신 호출이 어떤 가입자 및 어떤 전화에 속하는 지를 판단한다. 이어서, SCP는 스테이터스(status) 데이터베이스를 검색하는 등의 방법으로 전화가 온 후크 상태인지 아니면 오프 후크 상태인지를 판단한다(단계 2003). 상기 단계들은 도 10에 도시된 착신 호출의 처리 방법과 관련하여 설명된 단계들과 유사하다.
호출된 전화가 온 후크 상태에 있다고 SCP가 판단하는 경우에, SCP는 기존에 선택된 값으로 타이머를 작동시킬 것이다(단계 2005). 단계 2006에서, 시간이 미리 선택된 값 또는 디폴트값에 도달할 때까지 전화가 여전히 온 후크 상태에 있는 경우에, SCP는 이 호출을 음성 메일 처리기 또는 서브루틴에 연결하여 메시지를 기록한다(단계 2009). 이 기록된 메시지는, 예컨대 도 13에 도시된 저장 어레이(1311) 또는 다른 적절한 저장 장치에 저장될 수 있다.
물론, 타이머가 종료되기 전에, SCP는 계속하여 호출된 전화가 오프 후크 상태로 되는지 여부를 검사할 것이다(단계 2007, 단계 2008). 타이머가 종료되기 전에 전화가 오프 후크 상태로 되는 경우에, 상기 호출은 도 10에 도시된 바와 같이 통상의 호출 접속 순서로 연결될 것이다.
음성 메일 애플리케이션과 관련하여, SCP에서부터 CPE까지의 ATM 신호 채널은 가입자에게 음성 메일이 도착하였다는 신호를 보내는데 이용될 수 있다. 예컨대, 음성 메일 메시지가 남겨진 경우에, SCP는 CPE에 도착한 음성 메일이 있음을 나타내는 신호를 보낸다.
이러한 표시는 앞서 상세히 기술한 SCP에서부터 CPE까지의 ATM 신호 채널을 통하여 이루어질 것이다. CPE로 전달된 정보는 메시지 도착했다는 것을 알리는 플래그와 같이 간단할 수 있으며, 또는 보다 상세한 정보가 전송될 수 있다. 상기 상세한 정보는 일시, 메시지를 남긴 사람의 전화 번호, 음성 메일의 수신자 등을 포함할 수 있다.
도 21은 본 발명에 따른 음성 메일 시스템의 다른 실시예를 도시한다. 이 실시예에서, 음성 메일 서버는 SCP로부터 분리된 유니트이다. 또한, SCP는 ATM 신호 채널을 통하여 음성 메일 서버와 통신할 수 있다. 어떤 경우에도, SCP는 ATM 신호 채널을 통하여 CPE와 통신하여, 예컨대 음성 메일이 특정 가입자에게 수신되었음을 표시할 수 있다.

Claims (18)

  1. ATM 가상 경로들/가상 채널들을 포함하는 메시지 서비스를 디지털 가입자 회선을 통하여 제공하는 시스템에 있어서,
    결합 신호 방식(associated signaling)으로 ATM 스위치로부터의 착신 호출을 모니터링 및 처리하도록 구성된 서비스 제어 처리기로서, 상기 착신 호출은 상기 디지털 가입자 회선을 통하여 상기 착신 호출에 해당하는 제1 ATM 가상 경로/가상 채널을 처리하도록 구성된 수신 장치로 전달되는 것인, 상기 서비스 제어 처리기와;
    메시지를 제2 ATM 가상 경로/가상 채널을 통하여 수신하도록 구성된 메시지 처리기
    를 포함하고,
    상기 서비스 제어 처리기는 상기 착신 호출에 대하여 상기 수신 장치가 응답하는지 여부를 판단하고, 상기 착신 호출에 대한 상기 수신 장치의 응답이 없는 경우에 상기 착신 호출을 상기 제2 ATM 가상 경로/가상 채널을 통하여 상기 메시지 처리기로 라우팅하도록 구성된 것인고,
    상기 서비스 제어 처리기로부터 상기 수신 장치로 직접 라우팅된 상기 제2 ATM 채널은 상기 수신 장치에, 대기 중인 음성 메일 메시지가 존재하는 때를 나타내는 신호를 보내도록 구성된 것인,
    메시지 서비스 제공 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 수신 장치는 가입자 구내 장비인 것인, 메시지 서비스 제공 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 메시지 처리기는 상기 서비스 제어 처리기의 일부인 것인, 메시지 서비스 제공 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 착신 호출에 대한 상기 수신 장치의 응답 여부를 판단함에 있어 타이머를 이용하는 것인, 메시지 서비스 제공 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 타이머의 값은 변화되는 것인, 메시지 서비스 제공 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 메시지는 음성 메일 메시지를 포함하는 것인, 메시지 서비스 제공 시스템.
  7. ATM 가상 경로들/가상 채널들을 포함하는 메시지 서비스를 디지털 가입 회선을 통하여 제공하는 방법에 있어서,
    결합 신호 방식(associated signaling)으로 ATM 스위치로부터의 착신 호출을 모니터링 및 처리하는 단계로서, 상기 착신 호출은 상기 디지털 가입자 회선을 통하여 그 착신 호출에 해당하는 제1 ATM 가상 경로/가상 채널을 처리하도록 구성된 수신 장치로 전달되는 것인, 상기 모니터링 및 처리 단계와,
    상기 착신 호출에 대하여 상기 수신 장치가 응답하는지 여부를 판단하는 단계와,
    상기 판단 단계에 기초하여 상기 착신 호출에 대한 상기 수신 장치의 응답이 없는 경우에, 상기 착신 호출을 제2 ATM 가상 경로/가상 채널을 통하여 메시지 처리기로 라우팅하는 단계
    를 포함하고,
    상기 서비스 제어 처리기로부터 상기 수신 장치로 직접 라우팅된 상기 제2 ATM 채널은 대기중인 음성 메일 메시지가 존재하는 경우 상기 수신 장치에 신호를 보내도록 구성된 것인,
    메시지 서비스 제공 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 수신 장치는 가입자 구내 장비인 것인, 메시지 서비스 제공 방법.
  9. 제7항에 있어서, 상기 메시지 처리기는 상기 서비스 처리기의 일부인 것인, 메시지 서비스 제공 방법.
  10. 제7항에 있어서, 착신 호출에 대한 상기 수신 장치의 응답 여부를 판단하는 단계는 상기 수신 장치가 오프 후크 상태에 있는지 여부를 판단함으로써 수행되는 것인, 메시지 서비스 제공 방법.
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