KR100959016B1 - 이더넷/동기디지털계위 변환장치 및 그의 사용자별서비스품질 제공방법 - Google Patents

이더넷/동기디지털계위 변환장치 및 그의 사용자별서비스품질 제공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이더넷을 수용하는 동기식전송망에서 이더넷을 사용하는 가입자가 요구하는 서비스품질을 만족시키는 이더넷/동기디지털계위(SDH) 변환장치 및 그의 사용자별 서비스품질 제공방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 이더넷/SDH변환장치는 이더넷(Ethernet)과 동기식전송망(SDH) 사이에 연결되어 이더넷 가입자단말기로부터 입력되는 이더넷 트래픽을 동기식전송망으로 전송하는데, 이더넷 가입자단말기로부터 우선순위값과 VLAN ID 정보를 포함하는 이더넷 프레임으로부터 상기 우선순위값과 VLAN ID 정보를 추출하는 MAC처리부와; 상기 이더넷 가입자단말기의 할당 대역폭과 실제 트래픽을 비교하여 상기 이더넷프레임의 전송여부를 결정하는 프레임제어부와; 임의의 위치에 있는 두 VLAN ID간 서비스품질등급에 따른 전송경로과 우선순위별 서비스품질등급을 저장하고 있다가 상기 MAC처리부에서 추출된 우선순위값과 VLAN ID에 매칭되는 전송경로를 결정하는 경로정합부와; 상기 이더넷프레임에 대역폭을 할당하는 VCAT(Virtual Concatenation)처리부와; 상기 이더넷프레임을 SDH 처리하여 상기 동기식전송망으로 전송하는 SDH처리부를 포함한다.
Figure R1020030066995
이더넷, VLAN, VCAT, SDH, 서비스품질, 우선순위

Description

이더넷/동기디지털계위 변환장치 및 그의 사용자별 서비스품질 제공방법 {Ethernet/SDH translator and method of furnishing each subscriber with distinctive QoS Service}
도 1은 본 발명이 적용되는 동기식전송망(NG-SDH)을 도시한 구성도,
도 2는 IEEE 802.1Q 기반의 VLAN필드를 포함하는 프레임구조를 나타내는 도면,
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 이더넷/SDH변환장치를 도시한 블록 구성도,
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 이더넷/SDH변환장치에서의 가입자별 서비스품질 제공방법을 도시한 동작 흐름도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>
111; 제1가입자단말기 112; 제2가입자단말기
113; 제1이더넷스위치 114; 제1이더넷/SDH변환장치
120; NG-SDH전송망 121; 동기식다중장치
122; 회선분배장치 123; 전송망관리시스템
131; 제3가입자단말기 132; 제4가입자단말기
133; 제2이더넷스위치 134; 제2이더넷/SDH변환장치
301; 8B/10B디코더 302; 인터페이스부
303; 8B/10B엔코더 304; MAC처리부
305; 송신이더넷프레임버퍼 306; 수신이더넷프레임버퍼
307; VCAT처리부 308; SDH처리부
309; 제1관리및통계처리부 310; 프레임제어부
311; 제2관리및통계처리부 312; 경로정합부
본 발명은 가입자망의 이더넷을 수용한 동기식전송망(SDH)에서 가입자별 서비스품질을 제공하는 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이더넷을 수용하는 동기식전송망에서 이더넷을 사용하는 가입자가 요구하는 서비스품질을 만족시키는 이더넷/동기디지털계위(SDH) 변환장치 및 그의 사용자별 서비스품질 제공방법에 관한 것이다.
종래에는 전송망에서 이더넷을 수용하기 위해서는 EOS(Ethernet over SDH) 기술을 기반으로 이더넷 인터페이스의 물리적 속도(10/100/1000Mbps)에 대한 서비스만을 SDH 전송에서 수용하여 모든 이더넷 트래픽에 대하여 동일한 품질만을 제공 할 수 있었고, 이더넷을 사용하는 가입자의 응용서비스(예컨대, 음성, 영상, 데이터 등)들의 기본적인 서비스특성(연결속도 및 품질)을 동기식전송망(SDH)에서 수용하지 못하는 문제점이 있었다.
상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 목적은 이더넷에서 요구하는 서비스품질을 만족시키기 위한 다양한 경로를 사전에 설정하여 이더넷트래픽이 필요로 하는 서비스품질 요구에 대하여 차별화된 서비스를 지원할 수 있도록 하는 이더넷/동기디지털계위 변환장치 및 그의 사용자별 서비스품질 제공방법을 제공하기 위한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이더넷/동기디지털계위 변환장치는, 이더넷(Ethernet)과 동기식전송망(SDH) 사이에 연결되어 이더넷 가입자단말기로부터 입력되는 이더넷 트래픽을 동기식전송망으로 전송하는 이더넷/SDH변환장치에 있어서,
상기 이더넷 가입자단말기로부터 우선순위값과 VLAN(Virtual Local Area Network) ID 정보를 포함한 이더넷프레임을 입력받아 선로 디코딩하는 8B/10B디코더와;
상기 8B/10B디코더에서 선로 디코딩된 이더넷프레임으로부터 상기 우선순위 값과 VLAN ID 정보를 추출하는 MAC처리부와;
상기 이더넷 가입자단말기의 할당 대역폭과 실제 트래픽을 비교하여 상기 이더넷프레임의 전송여부를 결정하는 프레임제어부와;
임의의 두 VLAN ID간 서비스품질등급에 따른 전송경로과 우선순위별 서비스품질등급을 저장하고 있다가 상기 MAC처리부에서 추출된 우선순위값과 VLAN ID에 매칭되는 전송경로를 결정하는 경로정합부와;
상기 프레임제어부에서 전송 결정된 이더넷프레임이 상기 경로정합부에서 결정된 전송경로를 따라 전송될 수 있도록 상기 이더넷프레임에 대역폭을 할당하는 VCAT(Virtual Concatenation)처리부와;
상기 VCAT처리부에서 대역폭이 할당된 상기 이더넷프레임을 SDH 처리하여 상기 동기식전송망으로 전송하는 SDH처리부를 포함한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 이더넷/동기디지털계위 변환장치의 사용자별 서비스품질 제공방법은, 이더넷(Ethernet)과 동기식전송망(SDH) 사이에 연결되어 상기 이더넷 가입자단말기로부터 입력되는 이더넷 트래픽을 동기식전송망으로 전송하는 이더넷/SDH변환장치에서의 사용자별 서비스품질 제공방법에 있어서,
상기 이더넷/SDH변환장치는 상기 동기식전송망에 포함된 임의의 두 VLAN(Virtual LAN) ID에 대해 서비스품질등급별 전송경로와 우선순위별 서비스품질등급을 설정하는 제 1 단계와;
상기 이더넷 가입자단말기로부터 우선순위값과 VLAN ID 정보를 포함한 이더 넷프레임이 수신되면, 상기 이더넷/SDH변환장치는 상기 이더넷프레임으로부터 상기 우선순위값과 VLAN ID를 추출하는 제 2 단계와;
상기 이더넷/SDH변환장치는 상기 이더넷프레임에 대해 상기 이더넷 가입자단말기에 할당된 대역폭과 실제 사용 대역폭을 비교하여 상기 이더넷프레임의 전송여부를 결정하는 제 3 단계와;
상기 이더넷/SDH변환장치는 상기 제 2 단계에서 추출된 VLAN ID와 우선순위값을 상기 제 1 단계에서 설정된 서비스품질등급별 전송경로와 우선순위별 서비스품질등급을 적용하여 상기 이더넷프레임에 매칭되는 전송경로를 결정하는 제 4 단계와;
상기 이더넷/SDH변환장치는 제 3 단계에서 전송 결정된 상기 이더넷프레임이 상기 제 4 단계에서 결정된 전송경로를 따라 전송될 수 있도록 상기 이더넷프레임에 대역폭을 할당하는 제 5 단계와;
상기 이더넷/SDH변환장치는 상기 제 5 단계에서 대역폭이 할당된 상기 이더넷프레임을 SDH 처리하여 상기 동기식전송망으로 전송하는 제 6 단계를 포함한 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 이더넷/동기디지털계위(SDH) 변환장치 및 그의 사용자별 서비스품질 제공방법을 상세하게 설명한다.
본 발명은 EOS(Ethernet over SDH)와 VCAT(Virtual Concatenation) 기술을 이용하여, VLAN(Virtual Local Area Network)필드에 우선순위값과 VLAN ID를 추가함으로써, 동기식전송망에서의 사용자별로 차별화된 서비스품질을 제공한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 동기식전송망(NG-SDH)을 도시한 구성도이다.
제1가입자단말기(111)와 제2가입자단말기(112)는 제1이더넷스위치(113)에 연결되고, 제3가입자단말기(131)와 제4가입자단말기(132)는 제2이더넷스위치(133)에 연결된다. 제1이더넷스위치(113)와 NG-SDH전송망(120)은 제1이더넷/SDH변환장치(114)를 통해 연결되고, 제2이더넷스위치(133)와 NG-SDH전송망(120)은 제2이더넷/SDH변환장치(134)를 통해 연결된다. 여기서, 제1가입자단말기(111)와 제3가입자단말기(131)는 2Mbit/s의 보장 속도로 실시간 서비스를 이용하고, 동시에 제2가입자단말기(112)와 제4가입자단말기(132)는 비보장형의 10Mbit/s 서비스를 사용한다고 가정한다.
각 가입자단말기(111, 112, 131, 132)와 이더넷스위치(113, 133) 사이의 물리적인 인터페이스는 10/100/1000Mbis/s기반의 이더넷으로서, 비차폐연선(UTP:unshielded twisted pair wire) 또는 광케이블로 연결된다. 아울러, 각 가입자단말기(111, 112, 131, 132)와 각 이더넷스위치(113, 133)는 도 2에 도시된 바와 같은 IEEE 802.1Q VLAN(Virtual Local Area Network)필드를 포함하는 이더넷프레임을 사용한다. 그러나, 가입자단말기(111, 112, 131, 132)가 VLAN필드를 포함하는 이더넷프레임을 사용하지 않는 경우에는 이더넷스위치(113, 133)가 가입자단말기(111, 112, 131, 132)로부터 입력되는 이더넷프레임에 VLAN필드를 추가한다.
도 2는 IEEE 802.1Q 기반의 VLAN필드를 포함하는 프레임구조를 나타내는 도면이다. 이더넷프레임은 6바이트의 목적지주소와 6바이트의 소스주소와 2바이트의 VLAN필드와 2바이트의 이더넷형태정보와 46 내지 1500바이트의 데이터와 6바이트의 FCS(frame check sequence)로 이루어진다. 2바이트의 VLAN필드는 3비트의 우선순위값과 1비트의 연결요소식별자(CEI:Connection Element Identifier)와 12비트의 VLAN ID(VID)를 포함한다. 이 우선순위정보는 서비스품질식별자로 사용되고, VID는 연결식별자로 사용된다.
즉, 이더넷/SDH변환장치(114, 134)에는 VLAN필드를 포함하는 이더넷프레임이 입력된다.
NG-SDH전송망(120)은 다수의 동기식다중장치(SDH MUX)(121)와 다수의 회선분배장치(DCS)(122)로 이루어진다. 아울러, 전송망관리시스템(123)은 서비스품질 등급별 NG-SDH전송망(120)의 경로를 결정하여 저장한다. 예컨대, 제1이더넷/SDH변환장치(114)와 제2이더넷/SDH변환장치(134) 사이는 서비스품질에 따른 4개의 서비스품질 등급이 설정되며, 서비스품질 등급이 1등급인 경우에는 a-b-c-d-e 경로, 서비스품질 등급이 4등급인 경우에는 a-f-g-h-i-j-k-l-e 경로 등을 결정하여 저장한다.
이더넷/SDH변환장치(114, 134)는 가입자단말기(111, 112, 131, 132)로부터 입력되는 이더넷프레임의 VLAN필드의 우선순위정보와 VID를 서비스품질식별자와 연결식별자로 이용하여 가입자가 원하는 연결에 대한 서비스품질을 확인하고, 전송망관리시스템(123)으로부터 해당 서비스품질과 연결에 대한 경로를 확인하여 해당 이 더넷프레임을 확인된 경로로 전송한다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 이더넷/SDH변환장치를 도시한 블록 구성도이다.
이 이더넷/SDH변환장치는 8B/10B디코더(301)와, MII(Media Independent Interface)또는 GMII(Gigabit Media Independent Interface) 인터페이스부(302)와, 8B/10B엔코더(303)와, MAC처리부(304)와, 송신이더넷프레임버퍼(305)와, 수신이더넷프레임버퍼(306)와, VCAT처리부(307)와, SDH처리부(308)와, 제1관리및통계처리부(309)와, 프레임제어부(310)와, 제2관리및통계처리부(311)와, 경로정합부(312)를 구비한다.
가입자측으로부터 전송망측으로 출력되는 이그레스(egress) 이더넷프레임은 8B/10B디코더(301)에서 이그레스 이더넷프레임으로 분리되어 MAC처리부(304)에게 입력된다. MAC처리부(304)는 분리된 이그레스 이더넷프레임으로부터 VLAN필드의 우선순위값과 VLAN ID(VID)를 확인하고 송신이더넷프레임버퍼(305)에게 전달한다. 프레임제어부(310)는 송신이더넷프레임버퍼(305)에 임시 저장된 이그레스 이더넷프레임의 목적지주소 또는 소스주소를 이용하여 가입자가 계약한 사용자 할당 대역폭과 품질등급 정보를 확인하고, 실제 트래픽과 비교하여 PIR(Peak Information Rate)와 CIR(Committed Information Rate)를 만족하는 지를 검사하여 그 결과를 VCAT처리부(307)에게 전달한다. 한편, 경로정합부(312)는 우선순위값에 따른 서비스품질등급을 결정하고, 해당 서비스품질등급과 VLAN ID정보를 이용하여 해당 이그레스 이더넷프레임의 전송경로를 선택하여 VCAT처리부(307)에게 전달한다.
VCAT처리부(307)는 프레임제어부(310)의 처리결과 가입자의 현재 트래픽이 PIR와 CIR을 모두 만족하면, 경로정합부(312)에서 선택된 전송경로를 따라 해당 이그레스 이더넷프레임에 대역폭을 할당하여 SDH처리부(308)에게 제공한다. SDH처리부(308)는 수신된 이그레스 이더넷프레임을 SDH 처리하여 NG-SDH전송망(120)을 통해 상대방 이더넷/SDH변환장치에게 전달한다.
한편, NG-SDH전송망(120)으로부터 가입자단말로 전달되는 인그레스(ingress)이더넷트래픽은 SDH처리부(308)와 VCAT처리부(307)와 수신이더넷프레임버퍼(306)와 MAC처리부(304)와 8B/10B엔코더(303)를 통해 이그레스 이더넷트래픽 처리순서의 역순으로 처리된다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 이더넷/SDH변환장치에서의 가입자별 서비스품질 제공방법을 도시한 동작 흐름도이다.
먼저, 전송망관리시스템(123)에 저장된 임의의 두 VLAN ID에 대해 서비스품질별 경로를 경로정합부(312)에 저장한다(S401). 그 후, 가입자측으로부터 이그레스 이더넷프레임이 수신되면(S402), MAC처리부(304)는 이그레스 이더넷프레임의 VLAN 필드를 추출하여 VLAN ID와 우선순위값을 확인하여, 송신이더넷프레임버퍼(305)에 임시 저장한다(S403). 프레임제어부(310)는 송신이더넷프레임버퍼(305)에 임시 저장된 이그레스 이더넷프레임에 대해 해당 가입자가 가입한 할당 대역폭과 실제 사용 대역폭을 비교하여 PIR(Peak Information Rate)을 만족하는 지를 체크하여(S404), PIR을 만족하지 않으면 해당 이그레스 이더넷프레임을 삭제하고(S405), PIR을 만족하면 CIR(Committed Information Rate)을 만족하 는 지를 체크한다(S406). 단계 S406의 체크 결과, CIR을 만족하지 않으면 해당 이그레스 이더넷프레임을 쉐이핑한(S407) 후 단계 S410으로 진행하여 PIR알고리즘을 갱신하고, CIR을 만족하면 단계 S409로 진행한다.
한편, 경로정합부(312)는 송신이더넷프레임버퍼(305)에 임시 저장된 이그레스 이더넷프레임의 우선순위값과 VLAN ID를 각각 서비스품질식별자와 연결식별자로 이용하여, 우선순위값에 따른 서비스품질을 확인하고, 해당 VLAN ID로의 연결 경로 중 해당 서비스품질을 만족하는 전송경로를 선택하고(S408) 단계 S409로 진행한다. 예컨대, 우선순위값은 0 내지 7중 하나의 값으로 가입자에 의해 정해지는데, 경로정합부는 우선순위가 0 또는 1 인 경우에는 서비스품질등급 1등급으로 설정하고, 우선순위가 2 또는 3인 경우에는 서비스품질등급 2등급으로 설정하며, 우선순위가 4 또는 5인 경우에는 서비스품질등급 3등급으로 설정하고, 우선순위가 6 또는 7인 경우에는 서비스품질등급 4등급으로 설정한다. 각 서비스품질등급별로 전달지연, 지연변이, 손실률 등의 품질 변수가 설정되며, 이러한 서비스품질등급별 품질 변수는 망 사업자가 결정한다. 또한, 각 서비스품질등급별로 앞서 설명한 바와 같이 전송경로가 결정되어 저장되는 바, 해당 서비스품질과 목적지 VLAN ID에 매칭되는 전송경로를 선택한다. 즉, 서비스품질에 따른 각 경로의 총 대역폭은 연결속도의 보장이 필요한 전체 합으로 할당한다.
단계 S409는 이그레스 이더넷프레임을 단계 S408에서 선택된 전송경로로 전송하는 단계이고, 그 후 단계 S410은 PIR 알고리즘을 갱신하는 단계이다.
상술한 과정을 통해 NG-SDH전송망에서도 이더넷에서 제공하는 차별화된 서비 스품질의 제공이 가능하게 된다.
이상에서 본 발명에 대한 기술 사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 일 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
이상과 같이 본 발명에 따르면 이더넷을 사용하는 가입자에게 응용서비스들을 제공하는 SDH전송망에서 가입자가 요구한 서비스등급에 따라 서비스품질을 차별화함으로써, 이더넷망에서의 버스트 트래픽에 의한 프레임 손실을 최소화하고, 가입자의 망 이용 만족도 및 망 자원의 이용도를 극대화할 수 있는 잇점이 있다.

Claims (6)

  1. 이더넷(Ethernet)과 동기식전송망(SDH) 사이에 연결되어 이더넷 가입자단말기로부터 입력되는 이더넷 트래픽을 동기식전송망으로 전송하는 이더넷/SDH변환장치에 있어서,
    상기 이더넷 가입자단말기로부터 우선순위값과 VLAN(Virtual Local Area Network) ID 정보를 포함한 이더넷프레임을 입력받아 선로 디코딩하는 8B/10B디코더와;
    상기 8B/10B디코더에서 선로 디코딩된 이더넷프레임으로부터 상기 우선순위값과 VLAN ID 정보를 추출하는 MAC처리부와;
    상기 이더넷 가입자단말기의 할당 대역폭과 실제 트래픽을 비교하여 상기 이더넷프레임의 전송여부를 결정하는 프레임제어부와;
    임의의 두 VLAN ID간 서비스품질등급에 따른 전송경로과 우선순위별 서비스품질등급을 저장하고 있다가 상기 MAC처리부에서 추출된 우선순위값과 VLAN ID에 매칭되는 전송경로를 결정하는 경로정합부와;
    상기 프레임제어부에서 전송 결정된 이더넷프레임이 상기 경로정합부에서 결정된 전송경로를 따라 전송될 수 있도록 상기 이더넷프레임에 대역폭을 할당하는 VCAT(Virtual Concatenation)처리부와;
    상기 VCAT처리부에서 대역폭이 할당된 상기 이더넷프레임을 SDH 처리하여 상기 동기식전송망으로 전송하는 SDH처리부를 포함한 것을 특징으로 하는 이더넷/SDH 변환장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 MAC처리부로부터 이더넷프레임을 입력받아 저장하고 상기 프레임제어부와 경로정합부 및 VCAT처리부에게 제공하는 송신이더넷프레임버퍼를 더 포함한 것을 특징으로 하는 이더넷/SDH변환장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 프레임제어부는,
    상기 이더넷 가입자단말기의 PIR(Peak Information Rate)와 CIR(Committed Information Rate)를 확인하여 상기 이더넷프레임의 전송여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 이더넷/SDH변환장치.
  4. 이더넷(Ethernet)과 동기식전송망(SDH) 사이에 연결되어 이더넷 가입자단말기로부터 입력되는 이더넷 트래픽을 동기식전송망으로 전송하는 이더넷/SDH변환장치에서의 사용자별 서비스품질 제공방법에 있어서,
    상기 이더넷/SDH변환장치는 상기 동기식전송망에 포함된 임의의 두 VLAN(Virtual LAN) ID에 대해 서비스품질등급별 전송경로와 우선순위별 서비스품질등급을 설정하는 제 1 단계와;
    상기 이더넷 가입자단말기로부터 우선순위값과 VLAN ID 정보를 포함한 이더넷프레임이 수신되면, 상기 이더넷/SDH변환장치는 상기 이더넷프레임으로부터 상기 우선순위값과 VLAN ID를 추출하는 제 2 단계와;
    상기 이더넷/SDH변환장치는 상기 이더넷프레임에 대해 상기 이더넷 가입자단말기에 할당된 대역폭과 실제 사용 대역폭을 비교하여 상기 이더넷프레임의 전송여부를 결정하는 제 3 단계와;
    상기 이더넷/SDH변환장치는 상기 제 2 단계에서 추출된 VLAN ID와 우선순위값을 상기 제 1 단계에서 설정된 서비스품질등급별 전송경로와 우선순위별 서비스품질등급을 적용하여 상기 이더넷프레임에 매칭되는 전송경로를 결정하는 제 4 단계와;
    상기 이더넷/SDH변환장치는 제 3 단계에서 전송 결정된 상기 이더넷프레임이 상기 제 4 단계에서 결정된 전송경로를 따라 전송될 수 있도록 상기 이더넷프레임에 대역폭을 할당하는 제 5 단계와;
    상기 이더넷/SDH변환장치는 상기 제 5 단계에서 대역폭이 할당된 상기 이더넷프레임을 SDH 처리하여 상기 동기식전송망으로 전송하는 제 6 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 이더넷/SDH변환장치의 사용자별 서비스품질 제공방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제 3 단계는,
    상기 이더넷 가입자단말기의 PIR(Peak Information Rate)와 CIR(Committed Information Rate)를 확인하여 상기 이더넷프레임의 전송여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 이더넷/SDH변환장치의 사용자별 서비스품질 제공방법.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 제 1 단계는,
    상기 서비스품질등급별로 전달지연, 지연변이 또는 손실률 중 어느 하나 이상의 품질 변수를 더 설정하는 것을 특징으로 하는 이더넷/SDH변환장치의 사용자별 서비스품질 제공방법.
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