KR100943079B1 - Apparatus for ethernet interfacing - Google Patents
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Abstract
광케이블을 통해 연결된 이더넷 네트워크 통신장비와 이더넷 스위치 또는 라우터로와의 인터페이스 장치가 개시된다. 본 발명의 인터페이스 장치는, 이더넷 네트워크 통신장비와 네트워크 중계장치와의 인터페이스 장치에 있어서, 상기 네트워크 중계장치로부터 단일 통신 채널 신호를 수신하여 라우팅 또는 포워딩 처리하며, 복원 이더넷 프레임을 가지는 단일 통신 채널 신호를 라우팅 또는 포워딩 처리하여 상기 네트워크 중계장치로 송신하는 네트워크 처리부; 상기 네트워크 처리부로부터 수신된 단일 통신 채널 신호의 이더넷 프레임을 복수개의 조각 프레임으로 분할하고 분할된 조각 프레임 각각을 복수개의 통신 채널 중 어느 하나에 할당하며, 라인 디코딩된 복수개의 통신 채널 신호의 조각 프레임으로부터 상기 복원 이더넷 프레임을 생성하고 상기 복원 이더넷 프레임을 가지는 단일 통신 채널 신호를 상기 네트워크 처리부로 전달하는 매체접속 처리부; 및 상기 네트워크 처리부로부터 수신된 신호의 광전변환 및 라인 디코딩과, 상기 복수개의 통신 채널 신호에 대한 라인 코딩 및 전광변환을 수행하는 물리계층 처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.An interface device between an Ethernet network communication device connected via an optical cable and an Ethernet switch or router is disclosed. In an interface device of an Ethernet network communication device and a network relay device, the interface device of the present invention receives a single communication channel signal from the network relay device and performs routing or forwarding to process a single communication channel signal having a restored Ethernet frame. A network processing unit for routing or forwarding the data to the network relay apparatus; The Ethernet frame of the single communication channel signal received from the network processing unit is divided into a plurality of fragment frames, and each of the divided fragment frames is assigned to any one of the plurality of communication channels, and the line decoded fragment frames of the plurality of communication channel signals A media access processor for generating the restored Ethernet frame and transferring a single communication channel signal having the restored Ethernet frame to the network processor; And a physical layer processor configured to perform photoelectric conversion and line decoding of the signal received from the network processor, and line coding and all-optical conversion of the plurality of communication channel signals.
이더넷 인터페이스, 매체접속제어 Ethernet interface, media access control
Description
본 발명은 이더넷 인터페이스 기술에 관한 것이며, 보다 상세하게는 광케이블을 통해 연결된 이더넷 네트워크 통신장비와 이더넷 스위치 또는 라우터와 같은 네트워크 중계장치를 인터페이스하는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to an Ethernet interface technology, and more particularly to a technology for interfacing an Ethernet network communication device connected through an optical cable and a network relay device such as an Ethernet switch or a router.
본 발명은 정보통신부 및 정보통신연구진흥원의 IT성장동력기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호:2005-S-102-03, 과제명:캐리어급 이더넷 기술 개발].The present invention is derived from the research conducted as part of the IT growth engine technology development project of the Ministry of Information and Communication and the Ministry of Information and Telecommunications Research and Development (Task Management Number: 2005-S-102-03, Task name: Carrier-class Ethernet technology development).
근거리 통신망의 제한된 영역에서만 적용되던 다양한 랜(Local Area Network, LAN) 통신 기술은 성능 대비 가격 경쟁력이 우수한 이더넷(Ethernet) 통신 기술로 전환되고 있다. 이더넷 통신은 캠퍼스, 기업등의 엔터프라이즈는 물론 일반 가정의 가전제품, 홈 네트워킹 분야에 이르기까지 광범위하게 확산되어 사용되고 있다.Various local area network (LAN) communication technologies, which were applied only in a limited area of a local area network, are being converted to Ethernet communication technology, which is cost-competitive for performance. Ethernet communication is widely used in the enterprise such as campus, enterprise, etc., as well as home appliances and home networking.
기업 및 소규모 사업자용 인터넷 전용선 서비스 시장은 기존의 ATM/SDH(Asynchronous Transfer Mode/Synchronous Digital Hierarchy)등의 통신 방식에서 저렴한 캐리어급 이더넷 통신 방식으로 전환되고 있다. 초기 xDSL(x Digital Subscriber Line) 통신 기술로 시작한 가입자용 인터넷 서비스 시장 역시 또한 최근에는 EPON(Ethernet Passive Optical Network), 아파트 광랜 등 이더넷 기반의 광대역 액세스망 기술로 전환되고 있다.The Internet dedicated line service market for enterprises and small businesses is shifting from the existing communication methods such as ATM / SDH (Asynchronous Transfer Mode / Synchronous Digital Hierarchy) to low-cost carrier-class Ethernet communication. The Internet service market for subscribers, which began with xDSL (x Digital Subscriber Line) communication technology, has also recently shifted to Ethernet-based broadband access network technologies such as Ethernet Passive Optical Network (EPON) and Apartment LAN.
10기가비트 이더넷 네트워크 통신 환경을 40기가비트 이더넷 네트워크 통신 환경으로 전환하는 사업이 진행중에 있다. A business is underway to transform the 10 Gigabit Ethernet network communication environment into a 40 Gigabit Ethernet network communication environment.
기존의 10기가비트 전용 광케이블에서 하나의 광케이블을 통해 멀티 채널이 지원 가능한 리본 광섬유 케이블로 대체되고 있고, 40기가비트용 이더넷 전송 시스템이 설치되고 있다. 이에 따라서, 광케이블을 통해 연결된 이더넷 네트워크 통신장비를 이더넷 스위치 패브릭등에 인터페이싱하는 이더넷 네트워크 인터페이스 장치 또한 40기가 비트용으로 대체하여야 한다.The existing 10 Gigabit dedicated fiber cable has been replaced by a ribbon fiber cable capable of supporting multiple channels through a single fiber cable, and an Ethernet transmission system for 40 Gigabit is being installed. Accordingly, an Ethernet network interface device for interfacing Ethernet network communication equipment connected through an optical cable to an Ethernet switch fabric or the like should also be replaced for 40 gigabit.
본 발명은 저렴한 비용으로 통신 환경을 전환시키기 위해서, 기존에 구현되어 있는 이더넷 기술 자원(소프트웨어 및 하드웨어 등)을 최소한으로 변경할 수 있는 방안을 고려하여 도출된 것이다. 이에 따라서, 기존의 10기가비트 이더넷 네트워크 장비를 약간만 변경하는 것에 의해서, 이더넷 네트워크 통신장비와 이더넷 스위치 패브릭을 인터페이싱할 수 있음을 주목하게 되었다.The present invention has been derived in consideration of a method for minimizing the existing Ethernet technology resources (software and hardware, etc.) to change the communication environment at a low cost. Accordingly, it has been noted that by making minor changes to the existing 10 Gigabit Ethernet network equipment, the Ethernet network communication equipment and the Ethernet switch fabric can be interfaced.
한편, 이더넷 기반의 여러 개의 물리적 인터페이스(예:10/100Mbps Ethernet, 1/10Gbps Ethernet)를 하나의 인터페이스로 사용하기 위한 것으로, 802.1ad 링크 집성(Link Aggregation) 기술이 있다. 802.1ad 링크 집성(Link Aggregation) 기술은, 매체 억세스 제어(Media Access Control) 계층의 상위 계층인 링크 집성 부계층에 존재하는 링크 집성 제어 프로토콜(Link Aggregation Control Protocol)의 동 작에 의해 이루어진다.Meanwhile, an Ethernet-based physical interface (eg, 10 / 100Mbps Ethernet and 1 / 10Gbps Ethernet) is used as one interface, and there is an 802.1ad link aggregation technology. The 802.1ad link aggregation technology is performed by the operation of the link aggregation control protocol existing in the link aggregation sublayer, which is a higher layer of the media access control layer.
그러나, 프로토콜에 의한 소프트웨어적인 인터페이스 집성 방식에 의하면, 물리적 인터페이스를 직접적으로 다루지 않고 상위 프로토콜(예:TCP/IP)을 통해서 논리적으로만 인터페이스를 집성하고 있어서, n개의 물리적 인터페이스를 집성하는 경우 실제로 n배의 대역폭을 항상 제공할 수 없다. 또한, 링크 집성을 프로토콜 기반으로 처리하다 보니까, 프로토콜 처리(예:request/response)를 위한 패킷 처리 지연이 발생하는 문제점이 있다. However, according to the software interface aggregation method based on the protocol, the interface is aggregated logically only through a higher protocol (for example, TCP / IP) rather than directly dealing with the physical interface. You can't always provide twice the bandwidth. In addition, since link aggregation is processed based on a protocol, there is a problem in that a packet processing delay for protocol processing (eg, request / response) occurs.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 저렴한 비용으로 통신 환경을 전환시키기 위해서, 이더넷 인터페이스 장치의 일부만을 수정하여 이더넷 네트워크 통신장비와 이더넷 스위치 패브릭과 같은 네트워크 중계장치를 인터페이스할 수 있는 이더넷 인터페이스 장치를 제공하는 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is to provide an Ethernet interface device that can interface a network relay device such as Ethernet network communication equipment and Ethernet switch fabric by modifying only a part of the Ethernet interface device in order to switch the communication environment at a low cost will be.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 이더넷 네트워크를 인터페이스하는데 있어서, 프로토콜 기반의 상위계층에 의한 인터페이스 처리 방식을 배제하고 물리적 인터페이스를 직접 다루는 방식을 사용하여, 통신자원을 효율적으로 사용할 수 있고 패킷 처리 지연을 방지할 수 있는 이더넷 인터페이스 장치를 제공하는 것이다.Another technical problem to be solved by the present invention is to interface with an Ethernet network, by using a method of directly dealing with a physical interface by excluding an interface processing method by a higher layer based on a protocol, and efficiently using communication resources and delaying packet processing. It is to provide an Ethernet interface device that can prevent.
상기 기술적 과제는 본 발명에 따라, 이더넷 네트워크 통신장비와 네트워크 중계장치와의 인터페이스 장치에 있어서, 상기 네트워크 중계장치로부터 단일 통신 채널 신호를 수신하여 라우팅 또는 포워딩 처리하며, 복원 이더넷 프레임을 가지는 단일 통신 채널 신호를 라우팅 또는 포워딩 처리하여 상기 네트워크 중계장치로 송신하는 네트워크 처리부; 상기 네트워크 처리부로부터 수신된 단일 통신 채널 신호의 이더넷 프레임을 복수개의 조각 프레임으로 분할하고 분할된 조각 프레임 각각을 복수개의 통신 채널 중 어느 하나에 할당하며, 라인 디코딩된 복수개의 통신 채널 신호의 조각 프레임으로부터 상기 복원 이더넷 프레임을 생성하고 상기 복원 이 더넷 프레임을 가지는 단일 통신 채널 신호를 상기 네트워크 처리부로 전달하는 매체접속 처리부; 및 상기 네트워크 처리부로부터 수신된 신호의 광전변환 및 라인 디코딩과, 상기 복수개의 통신 채널 신호에 대한 라인 코딩 및 전광변환을 수행하는 물리계층 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이더넷 인터페이스 장치에 의해 달성된다.According to an aspect of the present invention, in an interface device between an Ethernet network communication device and a network relay device, a single communication channel signal is received from the network relay device for routing or forwarding, and a single communication channel having a restored Ethernet frame. A network processor for routing or forwarding signals to the network relay apparatus; The Ethernet frame of the single communication channel signal received from the network processing unit is divided into a plurality of fragment frames, and each of the divided fragment frames is assigned to any one of the plurality of communication channels, and the line decoded fragment frames of the plurality of communication channel signals A media access processor for generating the restored Ethernet frame and transferring a single communication channel signal having the restored Ethernet frame to the network processor; And a physical layer processor configured to perform photoelectric conversion and line decoding of the signal received from the network processor, and line coding and all-optical conversion of the plurality of communication channel signals.
전술한 바와 같이, 본 발명의 특징적인 양상에 따르면, 본 발명은 기존에 설치되어 있던 이더넷 네트워크 자원을 그대로 이용할 수 있도록, 기존에 설치되어 있는 이더넷 물리계층 장비와 새로 가설되는 이더넷 네트워크 장비 사이를 인터페이싱한다.As described above, according to a characteristic aspect of the present invention, the present invention provides an interface between an existing Ethernet physical layer equipment and a newly established Ethernet network equipment so that the existing Ethernet network resources can be used as it is. do.
또한, 새롭게 설치되는 큰 전송량의 이더넷 통신을 위한 물리계층 장비 등을 별도로 개발하지 않고 기존의 이더넷 물리계층 장비 등을 그대로 사용할 수가 있다.In addition, the existing Ethernet physical layer equipment and the like can be used as it is without developing a physical layer equipment for a large amount of Ethernet communication newly installed.
또한, 본 발명은 이더넷 네트워크를 인터페이스하는데 있어서, 프로토콜 기반의 상위계층에 의한 인터페이스 처리 방식을 배제하고 물리적 인터페이스를 직접 다루는 방식을 사용하여, 통신자원을 효율적으로 사용할 수 있고 패킷 처리 지연을 막을 수 있다.In addition, the present invention can effectively use communication resources and prevent packet processing delays by using a method of directly handling a physical interface and excluding an interface processing method by a higher layer based on a protocol in interfacing an Ethernet network. .
또한, 본 발명은 단일 통신 채널의 이더넷 프레임을 n개의 조각 프레임으로 분할하고, 각 분할된 조각 프레임을 n개의 통신 채널중 어느 하나에 할당한다. 그리고 각 조각 프레임으로부터 구현되는 n개의 통신 채널 신호를 통신 케이블을 통 해 작은 전송량의 이더넷 물리계층 처리장비로 송신한다. 따라서, 논리적인 인터페이스 집성방식 및 프로토콜에 의한 처리 방식이 배제되며, 물리적인 인터페이스 집성 방식을 사용함으로써, 통신 자원을 효율적으로 이용할 수 있으며 프로토콜 처리를 위한 패킷 처리 지연을 막을 수가 있다.In addition, the present invention divides an Ethernet frame of a single communication channel into n fragment frames, and allocates each divided fragment frame to any one of the n communication channels. In addition, n communication channel signals implemented from each fragment frame are transmitted to a small amount of Ethernet physical layer processing equipment through a communication cable. Therefore, the logical interface aggregation method and the protocol processing method are eliminated, and by using the physical interface aggregation method, communication resources can be efficiently used and packet processing delay for protocol processing can be prevented.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First of all, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals have the same reference numerals as much as possible even if displayed on different drawings. In describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 이더넷 인터페이스 장치를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 단일 채널 신호의 프레임 구성 및 4채널 신호의 조각 프레임 구성을 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 매체접속 처리부와 물리계층 처리부 사이의 인터페이스 구성도이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.1 is a view showing an Ethernet interface device according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a view showing a frame configuration of a single channel signal and a fragment frame configuration of a four-channel signal in accordance with an embodiment of the present invention; 3 is a diagram illustrating an interface between a media access processor and a physical layer processor according to an exemplary embodiment of the present invention. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described.
참조부호 100은 40기가비트 이더넷 인터페이스 장치의 구성도로서, 물리계층 처리부(110), 매체접속 처리부(120) 및 네트워크 처리부(130)로 구성된다.Reference numeral 100 denotes a configuration diagram of a 40 Gigabit Ethernet interface device, which is composed of a
참조부호 111은 물리계층 처리부(110)에 구비되는 쿼드 10기가비트 이더넷 트랜스폰더(Quad Small Form Factor Pluggable, QSFP)를 나타내며, 참조부호 112는 물리계층 처리부(110)에 구비되는 쿼드 10기가비트 이더넷 트랜시버(Quad 10GbE Transceiver)를 나타낸다. 그리고, 참조부호 121은 매체접속 처리부(120)에 마련되는 프레임 분할 및 복원부(120)를 나타낸다.Reference numeral 111 denotes a quad 10 Gigabit Ethernet transponder (QSFP) provided in the physical
물리계층 처리부(110)는 이더넷 네트워크 통신장비(150)에 마련되는 대응되는 물리계층 처리부와 물리계층 통신을 수행하는 역할을 수행한다. 따라서, 물리계층 처리부(110)의 기본적인 구현 기술 그 자체는 당업자에게 공지된 것에 해당된다. 주지하다시피 이더넷 통신의 물리계층 처리는 크게 광<->전기 변환 동작과 라인 코딩 및 라인 디코딩 동작으로 나뉘어 질 수가 있다. 라인 코딩과 라인 디코딩은, 광케이블을 통하여 전송되는 신호의 에러나 오류를 최소화 하기 위해, 에러나 오류에 강한 신호로 변환하고 변환된 신호를 다시 원래의 신호로 복원하는 것이다.The
전술한 바와 같이, 물리계층 처리부(110)는 쿼드 10기가비트 이더넷 트랜스폰더(111) 및 쿼드 10기가비트 이더넷 트랜시버(112)로 구성되어, 40Gbps 대역폭을 제공한다. 리본 광섬유 케이블(140)를 통해 수신되는 4채널의 10기가비트 이더넷 신호는 채널당 독립적으로 동작하는 물리계층 처리부(110)가 제공하는 경로를 경유하여 매체접속 처리부(120)로 전달된다. 예를 들어, 쿼드 10기가비트 이더넷 트랜스폰더(111)와 쿼드 10기가비트 이더넷 트랜시버(112) 사이는 4채널 XFI(10Gigabit Serial Electrical Interface)로 구현될 수 있다. 또한, 예를 들어, 매체접속 처리부(120)와 물리계층 처리부(110) 사이는 4채널 XAUI(10Gigabit Attachment Unit Interface)로 구현될 수 있다. XFI 및 XAUI는 이더넷 통신분야의 표준 규격 인터페이스로서, 당업자에게는 공지된 것이다. As described above, the
쿼드 10기가비트 이더넷 트랜스폰더(111)는 리본 광섬유 케이블(하나의 케이블을 통해 멀티 채널이 지원 가능한 광케이블)(140)을 통해 이더넷 네트워크 통신장비(150)로부터 수신한 10.3125Gbps 전송급의 4개 채널 광신호 각각에 대하여 광-전기 변환한다. 그리고, 쿼드 10기가비트 이더넷 트랜스폰더(111)는 광-전기 변환된 신호를 채널당 10.3125Gbps인 1비트 차동 신호로 구성되는 XFI를 통해 쿼드 10기가비트 이더넷 트랜시버(112)로 전달한다.Quad 10 Gigabit Ethernet transponder 111 is a 4 channel optical fiber of 10.3125Gbps transmission level received from Ethernet network communication equipment 150 via ribbon optical fiber cable (optical cable capable of supporting multi channel through one cable) 140. Opto-electrical conversion for each signal. The quad 10 Gigabit Ethernet transponder 111 delivers the photo-electrically converted signal to the quad 10 Gigabit Ethernet transceiver 112 through XFI, which is composed of a 1 bit differential signal of 10.3125 Gbps per channel.
또한, 쿼드 10기가비트 이더넷 트랜스폰더(111)는 채널당 3.125Gbps인 4비트 차동 신호로 구성되는 XAUI를 통해 쿼드 10기가비트 이더넷 트랜시버(112)로부터 전달되는 4 채널 신호에 대하여 전기-광 변환 동작을 수행하고 이를 리본 광섬유 케이블(140)을 통해 이더넷 네트워크 통신장비(150)로 송신한다.In addition, the quad 10 Gigabit Ethernet transponder 111 performs an electro-optical conversion operation on the 4-channel signal transmitted from the quad 10 Gigabit Ethernet transceiver 112 through the XAUI consisting of a 4-bit differential signal of 3.125 Gbps per channel. This is transmitted to the Ethernet network communication equipment 150 through the ribbon optical fiber cable 140.
쿼드 10기가비트 이더넷 트랜시버(112)는 쿼드 10기가비트 이더넷 트랜스폰더(111)로부터 XFI를 통해 수신한 4개 채널 각각의 10.3125Gbps인 1비트 차동 신호에 대하여 비트 클럭 및 데이터 복원, 1:16 역다중화, 디스크램블링, 66B/64B 디코딩, 8B/10B 코딩, 10:1 다중화를 순차적으로 수행한다. 그리고, 쿼드 10기가비트 이더넷 트랜시버(112)는 채널당 3.125Gbps인 4비트 차동 신호로 구성되는 4채널 XAUI를 통해 전술한 바와 같이 라인 디코딩 처리된 4 채널 신호를 매체접속 처리부(120)로 전달한다. 또한 쿼드 10기가비트 이더넷 트랜시버(112)는 4채널 XAUI를 통해 매체접속 처리부(120)로부터 전달되는 4채널 신호에 대하여 라인 코딩을 수행하고 이를 4채널 XFI를 통해 쿼드 10기가비트 이더넷 트랜스폰더(111)로 전달한다.Quad 10 Gigabit Ethernet Transceiver 112 provides bit clock and data recovery, 1:16 demultiplexing, for 10.3125 Gbps 1-bit differential signals on each of the four channels received via XFI from Quad 10 Gigabit Ethernet Transponder 111. Descrambling, 66B / 64B decoding, 8B / 10B coding, and 10: 1 multiplexing are performed sequentially. The quad 10 Gigabit Ethernet transceiver 112 transmits the line decoded 4-channel signal to the
매체접속 처리부(120)는 전송량이 서로 다른 신호 포맷을 인터페이스 하기 위해, 큰 전송량의 1개 통신 채널과 작은 전송량의 n개의 통신 채널을 매핑시킨다. 예를 들어, 40Gbps급의 1개 채널의 신호 포맷과 각각 독립적으로 동작하는 10Gbps급의 4개 채널의 신호 포맷을 매핑시킨다. 이때, 예를 들어, 40Gbps급의 1개 채널의 신호는 상위 레이어에서 인식되는 신호로, 10Gbps급의 4개 채널의 신호 포맷은 하위 레이어에서 인식되는 신호로 구현한다.The medium
따라서, 매체접속 처리부를 하드웨어적으로 변경하는 것으로 서로 다른 포맷을 가지는 신호에 대하여 인터페이스를 할 수가 있게 된다.Therefore, by changing the media connection processing unit in hardware, it is possible to interface with signals having different formats.
상위 레이어(layer)에 해당하는 네트워크 처리부(130)의 입장에서 볼 때에 단일의 통신 채널로 신호가 송수신 되는 것처럼 보이게 하면서, 네트워크 처리부(130)로부터의 단일 채널 신호를 n개의 채널 신호로 분할 매핑하고, 물리계층 처리부(110)로부터의 n개 채널 신호를 단일 채널 신호로 매핑한다.From the standpoint of the
매체접속 처리부(120)는 물리계층 처리부(110)의 쿼드 10기가비트 이더넷 트랜시버(112)로부터 4채널 XAUI를 통해 수신한 3.125Gbps인 4비트(4레인이라고도 함) 차동 신호에 대하여, 1:10 역다중화, 비트 레인 정렬, 10B/8B 디코딩을 수행하여 각 채널 신호로부터 조각 프레임(220, 230, 240, 250)을 생성하고 내부에 마련되는 수신버퍼(331 참조, 도1에는 도시하지 않음)버퍼링한다(도 3참조). 그리고, 매체접속 처리부(120)의 프레임 복원 및 분할부(121)는 수신버퍼(331)에 버퍼링되는 각 채널의 조각 프레임의 헤더부의 시퀀스 번호(14b)를 참조하여 40기가비트 이더넷 프레임(210)으로 복원하고 2.488Gbps~3.125Gbps인 16비트 차동 신호로 구성되는 SPI-5(System Packet Interface Level-5)를 통해 네트워크 처리부(130)로 전달 한다.The medium
또한, 매체접속 처리부(120)는 SPI-5를 통해 네트워크 처리부(130)로부터 전달되는 패킷으로부터, 프리앰블(Preamble), 프레임개시구분자(Start of Frame Delimiter), MAC 데이터 프레임(MAC Data Frame)의 40기가비트 이더넷 프레임 형식(210)으로 구성한다. 또한, 매체접속 처리부(120)의 프레임 복원 및 분할부(121)는 40기가비트 이더넷 프레임에 대하여 물리계층 처리부(110)의 4채널의 10기가비트 이더넷에 대응하는 가변길이(최소 8바이트에서 최대 128바이트)의 4개의 각각의 서로 다른 값을 갖는 조각 헤더(260)를 갖는 조각 프레임(220, 230, 240, 250)으로 분할하고 송신버퍼(332 참조, 도 1에는 도시하지 않음)에 버퍼링한다. In addition, the medium
그리고, 매체접속 처리부(120)는 조각 프레임을 4개의 통신채널 어느 하나에 할당하며 4개의 통신채널 신호를 생성하여 4채널 XAUI를 통해 물리계층 처리부(110)에 전달한다. 이때, 예를 들어, 10기가비트 이더넷 채널1을 통해 송신되는 조각 프레임(220)은 송신버퍼(332)를 통해 156.25MHz 클럭, 4비트 제어신호, 32비트 데이터 신호의 XGMII(10Gigabit Ethernet Media Independent Interface) 신호군으로 매핑된다.The
또한, 매체접속 처리부(120)가 송신버퍼(332)의 채널별 조각 프레임(220, 230, 240, 250)으로부터 4채널 신호를 생성하고 및 전달하는 일 예로써, 1채널의 조각 프레임(220)은 8B/10B 인코딩, 10:1 다중화를 거쳐, 3.125Gbps, 4비트(4레인이라고도 함)의 차동 신호의 XAUI를 통해 쿼드 10기가비트 이더넷 트랜시버(112)의 채널 1번 블록(333)으로 전달된다(도 3 참조).In addition, the media
이때, 조각 헤더부(260)는 10기가비트 이더넷 표준 IEEE 802.3 2005 Standard Edition, Clause 46 Reconciliation Sublayer(RS) and 10Gigabit Ethernet Media Independent Interface(GMII), Table 46-5. Sequence_Order_Sets를 사용하여 전달 가능하므로, 기존의 10기가비트 이더넷 물리층 수단을 그대로 사용할 수 있다.At this time, the fragment header unit 260 is 10 Gigabit Ethernet standard IEEE 802.3 2005 Standard Edition, Clause 46 Reconciliation Sublayer (RS) and 10 Gigabit Ethernet Media Independent Interface (GMII), Table 46-5. Since it can be delivered using Sequence_Order_Sets, the existing 10 Gigabit Ethernet physical layer means can be used as it is.
네트워크 처리부(130)는 매체접속 레이어 보다 더 상위의 레이어 동작을 수행한다. 네트워크 처리부(130)는 40기가비트 이더넷 네트워크의 스위치(140) 또는 라우터(도시하지 않음)등과 같은 네트워크 중계장치에 연결되어 패킷 데이터를 송신 및 수신 처리한다. 기본적으로, 네트워크 처리부(130)는 포워딩이나 라우팅을 위한 패킷 프로세싱(Modification and Editing for Forwarding/Routing)을 수행한다.The
또한 예를 들어, 네트워크 처리부(130)는 매체접속 처리부(120)로부터 SPI-5를 통해 전달받은 40기가비트 이더넷 패킷에 대하여 패킷 분류(Classification), 인그레스 접근제어(Ingress Admissioin Control), 포워딩이나 라우팅을 위한 패킷 프로세싱(Modification and Editing for Forwarding/Routing), QoS/CoS를 위한 트래픽 관리(Traffic Management for Quality of Service/Class of Service), 멀티캐스트(Multicast) 처리, IP 프래그먼테이션 및 리어셈블리(Fragment and Reassembly), 통계 정보 관리등을 수행한 후, 패브릭 인터페이스(Fabric Interface:FI)를 통해 40기가비트 이더넷 네트워크에 마련되는 스위치 패브릭(140)으로 패킷을 송신한다.Also, for example, the
또한, 예를 들어, 네트워크 처리부(130)는 패브릭 인터페이스(Fabric Interface:FI)를 통해 40기가비트 이더넷 네트워크에 마련되는 스위치 패브릭(140)으로부터 수신한 40기가비트 이더넷 패킷에 대하여 패킷 분류(Classification), 인그레스 접근제어(Ingress Admissioin Control), 포워딩이나 라우팅을 위한 패킷 프로세싱(Modification and Editing for Forwarding/Routing), QoS/CoS를 위한 트래픽 관리(Traffic Management for Quality of Service/Class of Service), 멀티캐스트(Multicast) 처리, IP 프래그먼테이션 및 리어셈블리(Fragment and Reassembly), 통계 정보 관리등을 수행한 후, SPI-5를 통해 매체접속 처리부(120)로 전달한다.In addition, for example, the
도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 단일 채널 신호의 프레임 구성 및 4채널 신호의 조각 프레임 구성을 도시한 도면이다.2 is a diagram illustrating a frame configuration of a single channel signal and a fragment frame configuration of a four channel signal according to an embodiment of the present invention.
참조부호 210은 40기가비트 이더넷 프레임의 구조이고, 참조부호 220은 10기가비트 이더넷 채널1 신호에 대한 조각 프레임의 구조도이며, 참조부호 230은 10기가비트 이더넷 채널2 신호에 대한 조각 프레임의 구조도이며, 참조부호 240은 10기가비트 이더넷 채널3 신호에 대한 조각 프레임의 구조도이며, 참조부호 250은 10기가비트 이더넷 채널4 신호에 대한 조가가 프레임의 구조도이다.
도면에서 볼때에 첫 번째 MAC 데이터 프레임은 첫 번째 4개의 조각 프레임으로 분할된다(참조부호 1). 두 번째 MAC 데이터 프레임은 두 번째 4개의 조각 프레임으로 분할된다.(참조부호 2) In the figure, the first MAC data frame is divided into the first four fragment frames (reference 1). The second MAC data frame is divided into the second four fragment frames (reference 2).
참조부호 260은 조각 프레임의 헤더부를 나타낸다. 조각 프레임은 헤더부(260)와 본체부를 포함하여 구성되며, 헤더부(260)는 8비트의 Void 비트(261), 14비트의 시퀀스 번호(262), 1비트의 Start of Packet 비트(263), 1비트의 End of Packet 비트(264), 8비트의 Cyclic Redundancy Check 비트(265)로 구성될 수 있다.Reference numeral 260 denotes a header portion of the fragment frame. The fragment frame includes a header portion 260 and a main body portion. The header portion 260 includes an 8-bit
시퀀스 번호(262)는 단일 통신 채널 신호의 이더넷 프레임으로 복원하기 위한 조각 프레임의 순서 정보를 나타내는 것이다. 40기가비트 이더넷 프레임(210)이 조각 프레임(220, 230, 240, 250)으로 분할될 때에, 순차적으로 증가하는 값(0~214-1)이 각 조각 프레임의 시퀀스 번호(262)로 부여되도록 한다. 반대로 조각 프레임(220, 230, 240, 250)이 40기가비트 이더넷 프레임(210)으로 복원될 때에, 시퀀스 번호의 순서(262)로 조립될 수 있도록 한다.
Start of Packet 비트(263)는 조각 프레임(도 2의 예에서 조각 프레임1 내지 조각 프레임 8 중 어느 하나)이 40기가비트 이더넷 프레임의 시작 프레임을 의미할 때에 사용되며, End of Packet 비트(264)는 조각 프레임(도 2의 예에서 조각 프레임1 내지 조각 프레임 8 중 어느 하나)이 40기가비트 이더넷 프레임의 마지막 프레임을 의미할 때에 사용된다.The Start of
예를 들어, (S,E)=(1,0)인 경우, 조각 프레임이 40기가비트 이더넷 프레임의 시작이 되며, (S,E)=(0, 1)인 경우, 조각 프레임이 40기가비트 이더넷 프레임의 끝이 된다. (S,E)=(0, 0)인 경우, 조각 프레임이 40기가비트 이더넷 프레임의 일부 중간의 내용이 된다. Cyclic Redundancy Check 비트(265)는 조각 프레임의 비트 오류를 검출하기 위해 사용된다.For example, if (S, E) = (1,0), the fragment frame is the start of a 40 Gigabit Ethernet frame, and if (S, E) = (0, 1), the fragment frame is 40 Gigabit Ethernet End of frame If (S, E) = (0, 0), the fragment frame is the content in the middle of some of the 40 Gigabit Ethernet frames. Cyclic
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 전송량이 서로 다른 신호 포맷을 인터 페이스 하기 위해, 큰 전송량의 1개 통신 채널과 작은 전송량의 n개의 통신 채널을 매핑시킨다. 예를 들어, 40Gbps급의 1개 채널의 신호 포맷과 각각 독립적으로 동작하는 10Gbps급의 4개 채널의 신호 포맷을 매핑시킨다. 이때, 예를 들어, 40Gbps급의 1개 채널의 신호는 상위 레이어에서 인식되는 신호로, 10Gbps급의 4개 채널의 신호 포맷은 하위 레이어에서 인식되는 신호로 구현한다.According to a preferred embodiment of the present invention, in order to interface signal formats with different transmission amounts, one communication channel of a large transmission amount and n communication channels of a small transmission amount are mapped. For example, a signal format of one channel of 40 Gbps is mapped to a signal format of four channels of 10 Gbps. In this case, for example, a signal of one channel of 40 Gbps class is a signal recognized in an upper layer, and a signal format of four channels of 10 Gbps class is implemented as a signal recognized in a lower layer.
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 발명청구의 범위뿐 만 아니라 이 발명청구의 범위한 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.On the other hand, in the detailed description of the present invention has been described with respect to specific embodiments, various modifications are of course possible without departing from the scope of the invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined not only by the scope of the following claims, but also by the equivalents thereof.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 이더넷 인터페이스 장치를 도시한 도면.1 is a view showing an Ethernet interface device according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 단일 채널 신호의 프레임 구성 및 4채널 신호의 조각 프레임 구성을 도시한 도면.2 illustrates a frame configuration of a single channel signal and a fragment frame configuration of a four channel signal according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 매체접속 처리부와 물리계층 처리부 사이의 인터페이스 구성도.3 is a diagram illustrating an interface between a media access processor and a physical layer processor according to an exemplary embodiment of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 설명><Description of main parts of drawing>
100 : 이더넷 인터페이스 장치100: Ethernet interface device
130 : 네트워크 처리부 120 : 매체접속처리부130: network processing unit 120: media access processing unit
110 : 물리계층 처리부110: physical layer processing unit
Claims (4)
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KR1020070131019A KR100943079B1 (en) | 2007-12-14 | 2007-12-14 | Apparatus for ethernet interfacing |
Applications Claiming Priority (1)
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KR1020070131019A KR100943079B1 (en) | 2007-12-14 | 2007-12-14 | Apparatus for ethernet interfacing |
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KR20060038952A (en) * | 2003-06-27 | 2006-05-04 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | Transmitter apparatus, receiver apparatus and radio communication apparatus |
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2007
- 2007-12-14 KR KR1020070131019A patent/KR100943079B1/en not_active IP Right Cessation
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