KR101227013B1

KR101227013B1 - 네트워크 기반 데이터 분배 시스템, 이 시스템에서의 데이터 트래픽 분배 방법 및 장치

Info

Publication number: KR101227013B1
Application number: KR1020040110917A
Authority: KR
Inventors: 해밀톤크리스토퍼더블유; 셉코제임스마크
Original assignee: 에이저 시스템즈 엘엘시
Priority date: 2003-12-24
Filing date: 2004-12-23
Publication date: 2013-01-28
Also published as: EP1548964B1; KR20050065370A; US7830879B2; JP5025083B2; US20050141539A1; JP2005192213A; EP1548964A1

Abstract

네트워크 기반 데이터 분배 시스템은 링크 계층 또는 보다 상위 계층에서 동작하는 네트워크 프로세서에 접속가능한 제 1 물리 계층 디바이스를 포함한다. 물리 계층 디바이스는 대응 물리 계층 링크를 통해 다수의 수신 디바이스와 인터페이싱하도록 구성가능하다. 물리 계층 디바이스는 네트워크 프로세서로부터 데이터 트래픽을 수신하고 물리 계층에서 데이터 트래픽의 적어도 일부분을 복제하여 물리 계층 링크와 연관된 다수의 수신 디바이스 중 적어도 두 개의 디바이스에 분배한다.

Description

네트워크 기반 데이터 분배 시스템, 이 시스템에서의 데이터 트래픽 분배 방법 및 장치{NETWORK-BASED DATA DISTRIBUTION SYSTEM}

도 1은 본 발명의 일 관점에 따른, 비디오 브로드캐스트 데이터를 복제하고 그 데이터를 다중 채널에 분배하는 예시적인 물리 계층 디바이스를 예시하는 간략화된 블록도,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 형성된 예시적인 네트워크 기반 데이터 분배 시스템의 적어도 일부분을 예시하는 블록도,

도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 형성된 예시적인 데이터 분배 시스템의 적어도 일부분을 도시하는 블록도,

도 4는 본 발명의 기법이 구현되는 예시적인 SONET/SDH 디지털 가입자 선로 액세스 다중화기(DSLAM) 시스템의 적어도 일부분을 도시하는 블록도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

102 : 물리 계층 교차 접속부 104 : 비디오 브로드캐스트 데이터

106 : 물리 전송 매체 204 : 네트워크 프로세서

206 : 사용자 지정 데이터 304 : 물리 계층 데이터 엔진

본 발명은 일반적으로 네트워크 기반 통신 시스템에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로 물리 계층에서 다수의 수신지 링크에 분배될 데이터를 복제하는 네트워크 기반 데이터 분배 기법에 관한 것이다.

네트워크 기반 데이터 통신에 대한 표준 아키텍쳐에서, 계층은 전형적으로 멀티 벤더 정보(multi-vendor information) 처리 장비가 서로 호환성이 있도록 하기 위해 필요한 하드웨어 및 소프트웨어를 정의한다. 잘 알려져 있는 개방형 상호접속 시스템(OSI) 7 계층 모델은 후속하는 계층 즉, 물리, 링크, 네트워크, 전송, 세션, 표현 및 응용 계층을 하위에서부터 상위로 포함한다. 이들 계층은 각각 계층 1에서 계층 7로 지칭될 수 있다. 예를 들어, 동기식 광 네트워크(SONET)/동기식 데이터 계층(SDH) 시스템에 있어서, 비디오, 음성 및/또는 데이터 트래픽은 일반적으로 시스템의 복잡성 및/또는 비용을 상당히 증가시키는 링크 계층(계층 2) 또는 그 이상에서 처리 및/또는 분배된다.

통상적으로, 다양한 입력으로부터의 네트워크 트래픽(예를 들어, 음성 또는 데이터) 및 비디오 트래픽은 상위 계층(예를 들어 계층 2 이상)의 처리 소자(예를 들어, 네트워크 프로세서)에 의해 단일 데이터 스트림으로 결합되어 다수의 수신지로 분배된다. 이 처리 소자는 일반적으로 계층 2 또는 필요한 경우 그 이상의 계층에서 비디오 및 네트워크 트래픽을 복제하고 복제한 트래픽을 개별적으로 물리 계층(계층 1) 경로 상에 배치할 것이다. 데이터를 전송하는데 SONET/SDH 신호를 사용하는 경우에, 개개의 경로마다 트래픽이 구성된다. 그러므로, 각 경로 상의 데이터 트래픽이 실질적으로 동일할 수 있을 지라도, 각 경로는 계층 1 이상의 리소스에 대해 동일한 양을 필요로 할 것이다. 그러므로, 이 표준 방법은 위의 기능을 구현하기 위해 물리 계층과 그 이상의 계층에서 바람직하지 않게 시스템 리소스를 낭비한다.

따라서, 종래의 방법에서 나타나는 하나 이상의 문제점으로부터 벗어나는 보다 비용 효과적이고 보다 덜 복잡한 네트워크 기반 데이터 분배 기법이 필요하다.

본 발명은 예시적인 실시예에서 특히 다수의 수신지로 브로드캐스트될 데이터가 실질적으로 동일한 경우 네트워크 기반 데이터 분배 시스템을 통해 비디오 및/또는 네트워크 트래픽을 보다 효율적으로 분배하는 메카니즘을 제공함으로써 위에서 언급한 필요성을 만족시킨다. 본 발명의 기법은 물리 계층에서 트래픽을 복제하여 각 수신지마다 유사한 트래픽을 반복적으로 처리하고 분배할 필요성을 최소화함으로써 상위 계층(예를 들어 계층 2 이상)의 충분한 사용을 보장한다. 또한, 물리 계층에서 복제를 수행함으로써, 바람직하게 1차 네트워크 시스템 구성요소의 기능을 2차 시스템 구성요소가 맡게되는 보다 빠른 페일오버(failover) 메카니즘을 제공할 수 있는 소정의 물리 계층 동작 및/또는 유지보수가 가능하게 된다.

본 발명의 일 관점에 따르면, 네트워크 기반 데이터 분배 시스템에 사용되는 장치는 링크 계층 또는 보다 상위 계층에서 동작하는 네트워크 프로세서에 접속가능한 제 1 물리 계층 디바이스를 포함한다. 제 1 물리 계층 디바이스는 대응 물리 계층 링크를 통해 다수의 수신 디바이스와의 인터페이싱용으로 구성가능하다. 제 1 물리 계층 디바이스는 네트워크 프로세서로부터 데이터 트래픽을 수신하고 물리 계층에서 이 데이터 트래픽의 적어도 일부분을 복제하여 물리 계층 링크와 연관된 다수의 수신 디바이스 중 적어도 두 개의 수신 디바이스에 분배한다.

본 발명의 또 다른 관점에 따르면, 장치는 네트워크 프로세서와 제 1 물리 계층 디바이스 사이에 접속가능한 제 2 물리 계층 디바이스를 더 포함하며, 이 제 2 물리 계층 디바이스는 적어도 하나의 수신 디바이스와의 인터페이싱용으로 구성가능하다. 제 2 물리 계층 디바이스는 (i) 네트워크 프로세서로부터 제 1 데이터 부분과 제 2 데이터 부분을 포함하는 데이터 스트림을 수신하고, (ii) 제 1 데이터 부분을 복제를 위해 제 1 물리 계층 디바이스에 전송하고, (iii) 제 2 데이터 부분을 적어도 하나의 수신 디바이스에 전송하는 작용을 한다.

본 발명의 이들 및 다른 특징 및 장점은 첨부한 도면과 본 발명의 예시적인 실시예에 대한 후속하는 상세한 설명을 읽음으로 분명해질 것이다.

본 발명은 예시적인 네트워크 기반 데이터 분배 시스템에 관련하여 설명할 것이다. 그러나, 본 발명은 이것 또는 임의의 다른 데이터 분배 시스템에 제한되지 않는다. 오히려, 본 발명은, 본 명세서에서 설명되는 바와 같이 물리 계층에서 데이터 트래픽을 복제함으로써 다수의 수신지에 네트워크 기반 데이터를 분배하는 개선된 기법을 제공할 수 있는 임의의 시스템에 보다 일반적으로 제공될 수 있다.

본 명세서에 사용되는 "브로드캐스트 데이터"라는 용어는 예를 들어 다수의 수신지에 전송될 임의의 데이터(예를 들어, 브로드캐스트/멀티캐스트 비디오)를 포함하며 여기에 제한되는 것은 아니다. 본 명세서에서 사용되는 "사용자 지정 데이터"라는 용어는 예를 들어 특정 수신지에 지정된 데이터를 포함하며 여기에 제한되는 것은 아니다. 일부 애플리케이션에서, 사용자 지정 데이터는 둘 이상의 수신지에 분배되도록 지정될 수 있다. 이 경우, 이러한 사용자 지정 데이터는 본 발명의 범주 내에서 정의된 브로드캐스트 데이터로서 고려될 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 "링크 계층 디바이스" 또는 LLD라는 용어는 일반적으로 네트워크 기반 시스템의 링크 계층과 연관된 처리 동작을 수행하는 네트워크 프로세서 또는 다른 유형의 프로세서를 지칭한다. 이러한 장치는 예를 들어 마이크로프로세서, 중앙 처리 장치(CPU), 디지털 신호 프로세서(DSP), 응용 주문형 집적 회로(ASIC) 또는 다른 유형의 데이터 처리 장치 및 이들 및 다른 장치의 일부분 또는 조합을 사용하여 구현될 수 있으며 여기에 제한되는 것은 아니다.

본 명세서에서 사용되는 "물리 계층 디바이스" 또는 PLD라는 용어는 네트워크 기반 시스템의 링크 계층 디바이스(예를 들어, 네트워크 프로세서)와 물리 전송 매체 사이의 인터페이스를 제공하는 장치를 일반적으로 지칭한다. 예를 들어, SONET/SDH 시스템에 있어서, 적절한 물리 전송 매체는 동기식 전송 신호(STS) 링크(예를 들어, STS-1, STS-12 등), 가상 종속(virtual tributary; VT) 등을 포함할 수 있으나, 여기에 제한되는 것은 아니다.

위에서 설명한 바와 같이, 다양한 소스로부터의 사용자 지정 트래픽(예를 들어, 음성 또는 데이터) 및 브로드캐스트 트래픽(비디오)은 흔히 예를 들어 네트워크 프로세서와 같은 보다 상위 계층(예를 들어, 계층 2 이상) 프로세싱 소자에 의해 단일 데이터 스트림으로 결합되어 다양한 수신지로 분배한다. 네트워크 프로세서는 일반적으로 필요에 따라 브로드캐스트 트래픽을 복제하고 복제한 트래픽을 개별적으로 물리 계층 경로 상에 배치할 것이다. 이러한 종래의 접근 방식은 각 경로 상의 데이터 트래픽이 실질적으로 동일할 지라도 각 경로는 위의 기능을 구현하기 위해 물리 계층과 보다 상위 계층에서 계층 1 이상의 리소스에 대해 동일한 양을 요구하여 바람직하지 않게 시스템 리소스를 낭비하게 될 것이다.

도 1은 본 발명의 기법이 구현되는 예시적인 물리 계층 디바이스(102)의 블록도를 예시한다. 물리 계층 디바이스(102)는 바람직하게 브로드캐스트 데이터 스트림(104)을 수신하고 물리 계층에서 브로드캐스트 데이터 스트림에서의 적어도 일부분의 데이터를 복제하여 대응 물리 전송 매체(106)를 통해 다수의 수신 디바이스(도시되어 있지 않음)에 전송한다. 이 수신 디바이스는 예를 들어, 물리 전송 매체(106)에 결합된 하나 이상의 라인 카드를 포함할 수 있다. 예를 들어 SONET/SDH 시스템에 있어서, 물리 전송 매체(106)는 하나 이상의 STS 링크, 광 캐리어(OC) 링크 등을 포함할 수 있다. 보다 고속의 SONET 전송 속도는 STS-n으로 정의되고, n은 초당 51.84 메가비트의 배수를 나타내며, 이들은 미국 표준 협회(ANSI)의 교환 전송 사업 표준 협회(ECSA)가 공표한 광 원격통신 전송에 관한 SONET 표준에 설명되어 있다. 물리 계층 디바이스(102)는 물리 전송 매체(106)로부터 데이터를 수신하고 이러한 데이터를 브로드캐스트 데이터 스트림(104)을 통해 소스 장치에 라우팅하도록 구성될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 그러므로, 물리 계층 디바이스(102)는 바람직하게 양방향 데이터 전송용으로 구성가능하다.

예시적인 물리 계층 디바이스(102)는 물리 계층에서 데이터 복제를 수행하는 메카니즘으로서 기능을 하는 교차 접속부(cross-connect)를 포함할 수 있다. 물리 계층 디바이스(102)에서 또 다른 스위칭 회로(예를 들어, 추가/드롭 멀티플렉서(ADM) 등)가 이용되어 물리 계층에서 브로드캐스트 데이터를 복제할 수 있으며, 이는 당업자라면 이해할 것이다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 물리 계층 디바이스(102)는 예를 들어 미국 펜실베니아주 알렌타운 소재의 에이저 시스템으로부터 상업적으로 입수가능한, 본 발명에 따라 물리 계층 데이터 복제를 구현하도록 적절히 수정된, MARS10G T-Pro 16 (TSOT1610GP6) SONET/SDH 오버헤드 종료부/경로 프로세서(terminator/path processor)를 포함한다.

도 2는 본 발명의 기법이 구현되는 예시적인 데이터 분배 시스템(200)의 적어도 일부분을 도시하는 블록도이다. 이 예시적인 데이터 분배 시스템(200)은 예를 들어 교차 접속부를 포함할 수 있는 물리 계층 디바이스(202)에 결합된 네트워크 프로세서(204) 또는 그와 다른 링크 계층(또는 보다 상위 계층) 디바이스를 포함한다. 물리 계층 디바이스(202)는 바람직하게 대응 물리 전송 링크(214)를 통해 다수의 수신 디바이스(예를 들어, 라인 카드)와 통신하도록 구성된다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 네트워크 프로세서(204)는 에이저 시스템사로부터 상업적으로 입수가능한 APP550 에지/액세스 네트워크 프로세서를 포함할 수 있고, 물리 계층 디바이스(202)는 앞서 설명한 MARS10GT-Pro 16 디바이스를 포함할 수 있으며, 이들 각 디바이스는 본 발명에 따른 데이터 분배 기법을 구현하도록 수정된다.

네트워크 프로세서(204)는 바람직하게 링크 계층 또는 보다 상위 계층에서 다수의 대응 통신 채널을 통해 하나 이상의 소스(도시되어 있지 않음)로부터 사용자 지정 데이터 패킷(206) 및/또는 브로드캐스트 데이터 패킷(208)을 수신한다. 예를 들어, 브로드캐스트 데이터(208)는 디지털 가입자 라인(DSL) 서비스 또는 그와 다른 브로드캐스트 소스로부터 유래되는 비디오 트래픽을 포함할 수 있다. 사용자 지정 데이터(206)는 예를 들어 네트워크 서버로부터 유래되는 음성 트래픽 또는 네트워크 트래픽을 포함할 수 있다. 네트워크 프로세서(204)는 또한 사용자 지정 및 브로드캐스트 데이터를 하나 이상의 소스에 전송할 수 있고, 따라서 쌍방향 장치로서 기능을 할 수 있다. 네트워크 프로세서(204)는 바람직하게 수신된 데이터 트래픽을 물리 계층 디바이스(202)에 의해 사용되는 적합한 포맷으로 변환하도록 구성된다. SONET/SDH 환경에서, 네트워크 프로세서(204)는 수신된 데이터 트래픽을 예를 들어 대응 STS 엔벨로프로 포맷하도록 구성될 수 있다.

네트워크 프로세서(204)는 바람직하게 일부 물리 계층 기능, 스위칭 및 패브릭 제어 기능, 패킷 프로세싱 기능 및 시스템 제어 기능을 포함하는 다양한 부류의 작업을 수행한다. 몇몇 경우에서, 패킷 프로세싱 기능은 네트워크 계층 및 보다 상위 계층의 패킷 프로세싱으로 세분화된다. 물리 계층 기능은 예를 들어 100BaseT 이더넷 포트, 광섬유 접속 등과 같은 네트워크 매체 접속을 통해 실제 시그널링을 처리할 수 있다. 이들 물리 계층 기능은 전형적으로 데이터 패킷을 디지털 신호로 변환하여 예를 들어 이더넷, SONET/SDH, 시분할 다중 액세스(TDMA), 코드 분할 다중 액세스 등과 같은 물리 전송 매체를 통해 전송하는 역할을 한다. 디지털 신호로의 이러한 데이터 패킷의 변환은 흔히 데이터 프레이밍으로 지칭된다.

네트워크 프로세서(204)의 스위칭 및 패브릭 제어 기능은 네트워크 프로세서 장치 내부의 트래픽을 안내하는 역할, 예를 들어 정확한 네트워크쪽으로 데이터를 입력 포트에서 출력 포트로 조작하는 역할을 한다. 이들 기능들은 또한 예를 들어 이들 포트에서 데이터를 적절한 순서 또는 우선순위로 큐잉하는 동작을 처리한다. 패킷 프로세싱 기능은 실질적으로 모든 네트워크 프로토콜의 프로세싱을 처리할 수 있다. 따라서, 연속적으로 보증된 전달을 위한 스트림 할당에 대한 지시를 포함하는 패킷은 이 레벨에서 처리될 수 있다. 시스템 제어 기능은 바람직하게 예를 들어, 전력 관리, 주변 장치 제어, 콘솔 포트 관리 등을 포함한 네트워크 프로세서의 대부분의 다른 구성요소의 관리를 처리하며, 이는 당업자라면 알 수 있을 것이다.

본 발명의 일 관점에 따르면, 링크 계층 또는 보다 상위 계층에서, 브로드캐스트 데이터 또는 다수의 수신지에 전송될 임의의 데이터(예를 들어, 멀티캐스트 데이터)를 복제하고 각 수신지마다 별개의 고 대역폭(예를 들어, 500 Mb/s) 물리 전송 링크를 통해 각 수신지에 이 브로드캐스트 데이터를 라우팅하기 보다는, 본 발명에 따른 네트워크 프로세서(204)는 수신된 데이터 트래픽으로부터 브로드캐스트 데이터 또는 멀티캐스트될 다른 데이터를 식별하고, 또 다른 프로세싱(예를 들어, 복제)을 위해 물리 계층 디바이스(202)로 브로드캐스트 트래픽을 전송하기 위한 별개의 전송 채널(212)을 할당하도록 동작한다. 브로드캐스트 데이터 트래픽과 비교하여 상당히 작은 대역폭(예를 들어, 50 Mb/s 미만)을 일반적으로 필요로 하는 사용자 지정 데이터 트래픽에 있어서, 네트워크 프로세서(204)는 또한 바람직하게 종래의 방식으로 이루어진 바와 같이 사용자 지정 트래픽에 대해 별개의 대응 전송 채널(210)을 할당한다. 따라서, 네트워크 프로세서(204)에 의해 수신된 브로드캐스트 트래픽은 바람직하게 브로드캐스트 데이터가 전송될 수신지의 수와는 상관없이 단일의 고 대역폭 전송 채널을 사용하여 처리된다. 이러한 방식으로, 특히 계층 2 이상에서 데이터 분배 시스템에 의해 사용되는 리소스의 양은 바람직하게 감소될 수 있다.

본 발명의 기법은 복제될 브로드캐스트 데이터가 비교적 고 대역폭의 신호(예를 들어, 비디오 데이터 등)를 포함하는 경우 시스템 리소스를 상당히 감소시키지만, 본 발명은 물리 계층에서 데이터 복제를 수행함으로써 복제될 데이터가 비교적 낮은 대역폭(예를 들어, 음성 데이터 등)을 필요로 하는 신호를 포함하는 경우에도 시스템 오버헤드를 바람직하게 감소시킨다는 것을 이해될 것이다. SONET/SDH 환경에서, 예를 들어, 물리 계층에서 브로드캐스트/멀티캐스트를 인에이블링함으로써, 본 발명의 기법은 표준 데이터 분배 접근방식과 비교하여 보다 비용 효과적인 데이터 분배 해법을 제공한다. 또한, 다른 중요 기능 중에서 물리 계층 동작 및 유지관리가 인에이블링되어 앞서 설명한 바와 같이 링크 계층 또는 보다 상위 계층 구현과 비교하여 보다 빠른 페일오버 메카니즘을 제공할 수 있다.

단지 예로서, SONET/SDH 환경에서, 주어진 전송 채널은 하나 이상의 STS-1 링크를 포함할 수 있는데, 각 STS-1 링크는 약 52 Mb/s의 데이터 전송률 지원한다. 따라서, 예를 들어 비디오 트래픽에서 필요로 하는 500 Mb/s의 전송 대역폭을 제공하기 위해, 10개의 STS-1 링크가 연결되어 단일 500 Mb/s 채널을 형성할 수 있다. 소정의 사용자 지정 데이터 및 다른 비교적 낮은 대역폭 트래픽(예를 들어, 음성 데이터)에 있어서, STS-1 링크에 의해 제공된 52 Mb/s 대역폭은 너무 높을 수 있다. 따라서, 보다 많은 입자성을 제공하여 보다 효율적인 전송 대역폭의 할당을 제공하기 위해, 사용자 지정 데이터용으로 할당된 STS-1 링크는 바람직하게 STS-1 속도보다 적은 페이로드를 전송 및 스위칭하기 위해, 가상 종속(VTs)으로 알려져 있는 보다 적은 구성요소 또는 구조체로 분할된다. 예를 들어, 주어진 50 Mb/s STS-1 링크는 다수의 VT-1.5(1.5 Mb/s) 링크, VT-2(2 Mb/s) 링크, VT-6(6 Mb/s) 링크 등 또는 이러한 링크의 적절한 조합으로 분할될 수 있다.

도 3은 본 발명의 또 다른 관점에 따라 형성된 예시적인 데이터 분배 시스템(300)을 도시한다. 도 2에 도시된 예시적인 데이터 분배 시스템(200)과 같이, 데이터 분배 시스템(300)은 하나 이상의 데이터 소스(도시되어 있지 않음)로부터 사용자 지정 데이터 트래픽(308) 및 브로드캐스트 데이터 트래픽(310)을 수신하도록 구성가능한 네트워크 프로세서(302), 및 대응 물리 전송 링크(320)를 통해 다수의 수신 디바이스와 통신하도록 구성된 제 1 물리 계층 디바이스(306)를 포함한다. 도 2에 도시된 물리 계층 디바이스(202)와 같이, 제 1 물리 계층 디바이스(306)는 바람직하게 복제 기능을 수행하도록 구성될 수 있고, 따라서 교차 접속부, 가산/감산 멀티플렉서, 또는 그와 다른 스위칭 회로를 포함할 수 있다.

데이터 분배 시스템(300)은 네트워크 프로세서(302)와 제 1 물리 계층 디바이스(306) 사이에 접속된 제 2 물리 계층 디바이스(304)를 더 포함한다. 제 2 물리 계층 디바이스(304)는 바람직하게 제 1 물리 계층 디바이스(306)에 대한 프로세싱 부담을 줄일 수 있는 소정의 작업을 수행하는 엔진으로서 기능을 한다. 예를 들어, 제 2 물리 계층 디바이스(304)는 제 1 포맷으로 네트워크 프로세서(302)로부터 수신된 데이터를 제 1 물리 계층 디바이스(306)에 의해 사용되는 적어도 제 2 포맷(예를 들어, 데이터 프레이밍)으로 변환할 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 제 2 물리 계층 디바이스(304)는 예를 들어, MARS2G5 P-Max LT 16 (TSDE162G52) SONET/SDH 오버헤드 종료부/경로 프로세서를 포함할 수 있으며, 이는 에이저 시스템사로부터 상업적으로 입수가능하다.

앞서 설명한 바와 같이, 네트워크 프로세서(302)는 바람직하게 브로드캐스트 데이터 트래픽, 또는 복제될 다른 데이터 트래픽을 식별하고, 브로드캐스트 데이터가 전송되는 별개의 전송 채널(314)을 할당하도록 구성된다. 복제를 필요로 하지 않는 사용자 지정 데이터 트래픽은 바람직하게 네트워크 프로세서(302)에 의해 식별되고 그에 대응하고 사용자 지정 데이터가 전송되는 하나 이상의 채널(312)에 할당된다. 이와 달리, 브로드캐스트 데이터 채널(314) 및 사용자 지정 데이터 채널(312)은 결합되어 브로드캐스트 데이터 트래픽과 사용자 지정 데이터 트래픽 모두를 처리하도록 하는 적절한 대역폭의 단일 데이터 스트림을 형성한다. 제 2 물리 계층 디바이스(304)는 네트워크 프로세서(302)로부터 수신된 사용자 지정 데이터를 식별하고 이 데이터를 계획된 수신 디바이스에 사용되도록 하는 포맷(예를 들어, STS 엔벨로프)으로 구성할 수 있다. 그러므로, 제 2 물리 계층 디바이스(304)로부터 제 1 물리 계층 디바이스(306)에 전송된 사용자 지정 데이터는 제 1 물리 계층 디바이스에 의한 복제 없이 대응 물리 전송 링크(320)로 간단히 라우팅된다.

SONET/SDH 시스템에 있어서, 네트워크 프로세서(302)는 UTOPIA(Universal Test and Operation Physical-Layer(PHY) Interface for Asynchronous Transfer Mode) 버스를 이용하여 브로드캐스트 데이터 및/또는 사용자 지정 데이터를 제 2 물리 계층 디바이스(304)로 전송할 수 있다. ATM(비동기식 전송 모드) 포럼 표준에 기반을 둔 UTOPIA 인터페이스(예를 들어, "UTOPIA, An ATM-PHY Interface Specification," Level 1, Version 2.01, af-phy-0017.000, March 1994, "UTOPIA, An ATM-PHY Interface Specification," Level 2, Version 1.0, af-phy-0039.000, June 1995, "UTOPIA" Level 3," af-phy-0136.000, November 1999, and "UTOPIA Level 4," af-phy-0144.001, March 2000, 이들 모두는 본 명세서에서 참조로 인용된다)는 ATM 셀 기반 트래픽을 처리하도록 구체적으로 정의되어 있다. 네트워크(302)와 제 2 물리 계층 디바이스(304) 사이의 또 다른 인터페이스, 예를 들어, 시스템 패킷 인터페이스(SPI), 패킷 오버 SONET/SDH(POS)가 본 발명에 의해 유사하게 고려된다.

제 2 물리 계층 디바이스(304)는 바람직하게 네트워크 프로세서(302)로부터 전송 채널(314 및 312) 각각을 통해 수신된 브로드캐스트 데이터 트래픽 및 사용자 지정 데이터 트래픽을 제 1 물리 계층 디바이스(306)에 의해 사용되도록 적절한 포맷으로 변환한다. 단지 예로서, 제 2 물리 계층 디바이스(304)는 네트워크 프로세서(302)로부터 UTOPIA 인터페이스를 통해 수신된 브로드캐스트 트래픽 및 사용자 지정 트래픽을 대응 동기식 전송 모드(STM) 신호로 변환하도록 구성될 수 있다. 브로드캐스트 및 사용자 지정 STM 신호는 대응 데이터 전송 채널(318 및 316) 각각을 통해 제 1 물리 계층 디바이스(306)로 전송될 수 있다. 제 1 물리 계층 디바이스(306)는 바람직하게 브로드캐스트/멀티캐스트 데이터 트래픽을 복제하여 대응 물리 전송 링크(320)를 통해 하나 이상의 수신 디바이스(도시되어 있지 않음)에 전송하도록 구성된다. 브로드캐스트/멀티캐스트 트래픽의 복제는 물리 계층에서 수행되어, 계층 2 및 보다 상위 계층의 리소스를 바람직하게 보존한다.

본 발명의 기법에 의해 제공된 계층 2 이상에서 프로세싱 오버헤드의 바람직한 감소에 대한 예시로서, 종래의 데이터 분배 시스템을 사용하여 초당 1.1 기가비트(Gb/s)의 브로트캐스트 트래픽이 10개의 수신지에 전송될 예시적인 경우를 고려한다. 계층 1 이상에서 필요로 하는 총 유출 대역폭(total outbound band width)은 11 Gb/s(예를 들어, 10×1.1 Gb/s)이다. 수신지마다 100 Mb/s의 사용자 지정 트래픽만이 필요한 경우, 계층 1 이상에서는 1 Gb/s의 대역폭(예를 들어, 10×100 Mb/s)만이 필요하다. 각 수신지에 전송된 브로드캐스트 트래픽의 1.1 Gb/s 대역폭은 단지 예시적일 뿐이고, 브로드캐스트 트래픽의 대역폭은 1.1 Gb/s 이상 또는 이하일 수 있다.

본 명세서에서 설명한 본 발명의 방법을 사용하면, 브로드캐스트 트래픽을 분배하는 데 필요한 계층 1 대역폭은 여전히 11 Gb/s일 수 있지만, 브로드캐스트 트래픽의 복제는 계층 1에서 물리 계층 디바이스에 의해 수행되기 때문에 계층 2 이상에서 필요로 하는 총 유출 대역폭은 1.1 Gb/s일뿐이다. 사용자 지정 트래픽에 있어서, 계층 1 이상에서 동일한 양의 대역폭, 즉 1 Gb/s를 필요로 할 것이다. 그러나, 사용자 지정 트래픽은 전형적으로 브로드캐스트 트래픽과 비교해 실질적으로 보다 작은 대역폭을 갖기 때문에, 이러한 사용자 지정 트래픽은 총 계층 1 대역폭 요구치의 비교적 적은 퍼센티지만을 나타낸다.

위의 예시에서 증명하는 바와 같이, 본 발명의 기법을 사용하면, 계층 2 이상에서 필요로 하는 프로세싱 대역폭의 양은 약 10 Gb/s만큼 감소되었다. 본 발명에 의해 제공된 계층 2 이상에서의 프로세싱 오버헤드의 유리한 감소는 브로드캐스트 데이터가 전송될 수신지의 수가 증가할수록 및/또는 브로드캐스트 데이터가 필요로하는 대역폭의 양이 증가할수록 훨씬 크다.

단지 예로서, 도 4는 본 발명의 기법이 구현되는 예시적인 SONET/SDH 디지털 가입자 라인 액세스 멀티플렉서(DSLAM) 시스템(400)의 적어도 일부분을 도시하는 블록도이다. 예시적인 DSLAM 시스템(400)은 에이저 시스템 APP550을 포함할 수 있는 계층 2 이상의 네트워크 프로세서(402)와, 에이저 시스템 MARS10G T-Pro 16 SONET/SDH STS-192/STM-64 오버헤드 종료부/경로 프로세서를 포함할 수 있는 제 1 물리 계층 디바이스(406) 및 에이저 시스템 MARS2G5 P-Max LT SONET/SDH STS-48/STM-16 오버헤드 종료부/경로 프로세서를 포함할 수 있는 제 2 물리 계층 디바이스(404)를 포함한다.

네트워크 프로세서(402)는 바람직하게 예를 들어 500 Mb/s의 이더넷 비디오 트래픽을 포함할 수 있는 브로드캐스트 데이터(408)를 수신하도록 구성된다. 네트워크 프로세서(402)는 또한 예를 들어 600 Mb/s의 음성/데이터 트래픽을 포함할 수 있는 사용자 지정 데이터(410)(예를 들어, 특정 수신 디바이스에 대해 계획됨)를 수신할 수 있다. 네트워크 프로세서(402)는 또한 바람직하게 브로드캐스트 트래픽과 사용자 지정 트래픽을 결합하여 UTOPIA 인터페이스(412)에 전송하지만, 이와 다른 인터페이스 및/또는 통신 프로토콜이 유사하게 이용될 수 있다(예를 들어, 기가비트 매체 독립형 인터페이스(GMII), POS 등).

제 2 물리 계층 디바이스(404)는 네트워크 프로세서(402)로부터 UTOPIA 인터페이스(412)를 통해 브로드캐스트 및 사용자 지정 트래픽을 수신하고 이 데이터 트래픽을 대응 STM 엔벨로프로 구성하도록 구성된다. STM 신호는 STM 전송 채널(414)을 통해 제 1 물리 계층 디바이스(406)에 전송된다. 제 1 물리 계층 디바이스(406)는 제 2 물리 계층 디바이스(404)로부터 STM 채널(414)을 통해 STM 신호를 수신하고 계층 1에서의 수신된 데이터의 복제 및/또는 하나 이상의 수신 디바이스(도시되어 있지 않음)로의 라우팅을 대응 물리 전송 링크(416)를 통해 수행하도록 구성된다. 제 1 및/또는 제 2 물리 계층 디바이스에 의해 수행된 다른 기능은 경로 종료, 라인 유지보수 등을 포함할 수 있으나, 여기에 제한되는 것은 아니다. 예시적인 DSLAM 시스템(400)은 네트워크 프로세서에서 물리 전송 링크(416)(예를 들어, STS-12 링크)로의 데이터 분배와 관련하여 설명되어 있지만, 이 시스템은 또한 물리 전송 링크(416)로부터 데이터를 수신하고 이 데이터를 네트워크 프로세서(402)에 전송하도록 구성될 수 있다. 따라서, 데이터 분배 시스템(400)은 쌍방향 동작용으로 구성가능하다.

예시적인 DSLAM 시스템(400)에서, 대응 STS-12 링크(416)를 통해 각 라인 카드와 연관된 최대 100 Mb/s의 사용자 지정 데이터에 따라 16개의 라인 카드에 500 Mb/s의 비디오 데이터가 전송될 것이라는 것을 가정한다. 종래에 있어서는, 계층 2 이상에서 데이터 복제가 수행된다. 따라서, 계층 1 이상에서 필요로 하는 총 약 10 Gb/s의 대역폭에 있어서 비디오 데이터 트래픽(예를 들어, 16×500 Mb/s)용으로 약 1Gb/s의 유출 처리 대역폭이 필요하고 사용자 지정 데이터 트래픽(예를 들어, 16×100 Mb/s)용으로 약 1.6 Gb/s의 프로세싱 대역폭이 필요하다. 이와 달리, 예시적인 DSLAM 시스템(400)을 사용하면, 비디오 데이터 트래픽의 복제가 계층 1에서 수행되기 때문에 계층 2 이상에서 총 유출 프로세싱 대역폭 중 2 Gb/s 미만이 계층 2에서 필요하다.

본 발명의 예시적인 실시예는 본 명세서에서 첨부한 도면을 참조하여 설명되어 있지만, 본 발명은 이들 특정 실시예에 제한되지 않고, 다양한 다른 변화 및 수정이 첨부한 청구항의 범주를 벗어나지 않고서 당업자에 의해 이루어질 수 있다는 것을 이해될 것이다.

본 발명은 특히 다수의 수신지로 브로드캐스트될 데이터가 실질적으로 동일한 경우 네트워크 기반 데이터 분배 시스템을 통해 비디오 및/또는 네트워크 트래픽을 보다 효율적으로 분배하는 메카니즘을 제공할 수 있다.

Claims

적어도 하나의 링크 계층 디바이스를 포함하되,

상기 적어도 하나의 링크 계층 디바이스는,

네트워크를 통해 브로드캐스트 데이터 및 사용자 지정 데이터를 포함하는 데이터를 수신하고,

상기 브로드캐스트 데이터의 적어도 일부에 대해 하나 이상의 물리 계층 디바이스들로의 별개의 전송 채널을 할당하도록 동작하되,

상기 하나 이상의 물리 계층 디바이스들 중 적어도 하나는 상기 브로드캐스트 데이터의 적어도 일부를 복제하도록 동작하는

장치.
청구항 2은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

제 1 항에 있어서,

상기 적어도 하나의 링크 계층 디바이스는 상기 브로드캐스트 데이터와 상기 사용자 지정 데이터를 구별하도록 더 동작하는

장치.
청구항 3은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

제 1 항에 있어서,

상기 적어도 하나의 링크 계층 디바이스는 상기 사용자 지정 데이터의 적어도 하나의 서브세트에 대해 별개의 대응 전송 채널을 할당하도록 더 동작하는

장치.
청구항 4은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

제 3 항에 있어서,

상기 브로드캐스트 데이터에 대해 할당된 상기 전송 채널은 상기 사용자 지정 데이터에 대해 할당된 상기 전송 채널보다 높은 대역폭을 갖는

장치.
제 1 항에 있어서,

상기 적어도 하나의 물리 계층 디바이스는 상기 링크 계층 디바이스로부터 데이터를 수신하고, 상기 링크 계층 디바이스로부터의 상기 데이터의 적어도 일부를 대응하는 물리 전송 링크를 통해 복수의 수신 디바이스들 중의 적어도 하나의 서브세트로 송신하도록 동작하는

장치.
제 5 항에 있어서,

상기 적어도 하나의 물리 계층 디바이스는 상기 적어도 하나의 링크 계층 디바이스로부터 수신된 브로드캐스트 데이터만을 복제하도록 더 동작하는

장치.
제 1 항에 있어서,

상기 적어도 하나의 물리 계층 디바이스는 상기 링크 계층 디바이스로부터 데이터를 수신하고, 상기 링크 계층 디바이스로부터 수신된 상기 데이터의 적어도 일부를 적어도 하나의 제 2 물리 계층 디바이스로 송신하도록 동작하는 적어도 하나의 제 1 물리 계층 디바이스를 포함하며,

상기 적어도 하나의 제 2 물리 계층 디바이스는 상기 링크 계층 디바이스로부터의 상기 데이터의 적어도 일부를 대응하는 물리 전송 링크를 통해 복수의 수신 디바이스들 중의 적어도 하나의 서브세트로 송신하도록 동작하는

장치.
제 7 항에 있어서,

상기 제 1 물리 계층 디바이스는 상기 브로드캐스트 데이터와 상기 사용자 지정 데이터를 구별하도록 동작하는

장치.
네트워크 기반 데이터 분배 시스템에서 복수의 수신 디바이스에 데이터 트래픽을 분배하는 방법에 있어서,

하나 이상의 물리 계층 디바이스들에 동작가능하게 연결된 적어도 하나의 링크 계층 디바이스에서, 브로드캐스트 데이터와 사용자 지정 데이터를 포함하는 네트워크 데이터를 수신하는 단계와,

상기 링크 계층 디바이스에서, 상기 브로드캐스트 데이터의 적어도 일부에 대해 별개의 전송 채널을 할당하는 단계와,

상기 하나 이상의 물리 계층 디바이스들 중 적어도 하나에서, 상기 링크 계층 디바이스로부터 데이터를 수신하는 단계와,

상기 하나 이상의 물리 계층 디바이스들 중 적어도 하나에서, 상기 링크 계층 디바이스로부터 수신된 브로드캐스트 데이터의 적어도 일부를 복제하는 단계를 포함하되,

상기 하나 이상의 물리 계층 디바이스들 중 적어도 하나는 상기 링크 계층 디바이스로부터의 상기 데이터의 적어도 일부를 대응하는 물리 전송 링크를 통해 복수의 수신 디바이스들 중의 적어도 하나의 서브세트로 송신하도록 동작하는

데이터 트래픽 분배 방법.
삭제
제 7 항에 있어서,

상기 제 2 물리 계층 디바이스는 상기 브로드캐스트 데이터만을 복제하도록 동작하는

장치.
적어도 하나의 물리 계층 디바이스를 포함하되,

상기 적어도 하나의 물리 계층 디바이스는,

적어도 하나의 링크 계층 디바이스로부터 브로드캐스트 데이터 및 사용자 지정 데이터를 포함하는 데이터를 수신하고,

상기 브로드캐스트 데이터와 상기 사용자 지정 데이터를 구별하며,

상기 브로드캐스트 데이터의 적어도 일부에 대해 별개의 전송 채널을 할당하도록 동작하되,

상기 적어도 하나의 물리 계층 디바이스는 상기 브로드캐스트 데이터의 적어도 일부를 복제하도록 더 동작하는

장치.
제 12 항에 있어서,

상기 적어도 하나의 물리 계층 디바이스는 상기 브로드캐스트 데이터를 복제하고, 상기 데이터의 적어도 일부를 네트워크로부터 대응하는 물리 전송 링크를 통해 복수의 수신 디바이스들 중의 적어도 하나의 서브세트로 송신하도록 더 동작하는

장치.
청구항 14은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

제 12 항에 있어서,

상기 적어도 하나의 물리 계층 디바이스는 상기 수신된 데이터의 적어도 일부를 적어도 하나의 제 2 물리 계층 디바이스로 송신하도록 더 동작하고,

상기 제 2 물리 계층 디바이스는 상기 데이터의 적어도 일부를 네트워크로부터 대응하는 물리 전송 링크를 통해 복수의 수신 디바이스들 중의 적어도 하나의 서브세트로 송신하도록 동작하는

장치.
청구항 15은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

제 14 항에 있어서,

상기 제 2 물리 계층 디바이스는 상기 브로드캐스트 데이터만을 복제하도록 더 동작하는

장치.
네트워크 기반 데이터 분배 시스템으로서,

하나 이상의 물리 계층 디바이스들과,

상기 하나 이상의 물리 계층 디바이스들에 동작가능하게 연결된 적어도 하나의 링크 계층 디바이스를 포함하되,

상기 적어도 하나의 링크 계층 디바이스는 네트워크를 통해 브로드캐스트 데이터 및 사용자 지정 데이터를 포함하는 데이터를 수신하고, 상기 브로드캐스트 데이터의 적어도 일부에 대해 별개의 전송 채널을 할당하며, 상기 하나 이상의 물리 계층 디바이스들로 상기 데이터를 송신하도록 동작하며,

상기 하나 이상의 물리 계층 디바이스들 중 적어도 하나는 상기 링크 계층 디바이스로부터 데이터를 수신하도록 동작하고, 상기 하나 이상의 물리 계층 디바이스들 중 적어도 하나는 상기 링크 계층 디바이스로부터의 상기 데이터의 적어도 일부를 대응하는 물리 전송 링크를 통해 복수의 수신 디바이스들 중의 적어도 하나의 서브세트로 송신하도록 동작하며,

상기 하나 이상의 물리 계층 디바이스들 중 적어도 하나는 상기 브로드캐스트 데이터의 적어도 일부를 복제하도록 동작하는

네트워크 기반 데이터 분배 시스템.