KR101877004B1 - 오픈플로우 기반의 분산 안테나 시스템 - Google Patents

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Abstract

분산 안테나 시스템에 관한 기술이 개시된다. 일 실시예에 따른 분산 안테나 시스템은 오픈플로우 프로토콜을 사용하여 분산 안테나 시스템 유닛들의 트래픽 전송 정책을 동적으로 제어하기 위해 오픈플로우 컨트롤러인 DAS 컨트롤러와 하나 이상의 DAS 유닛을 포함하며 DAS 컨트롤러는 운용자 조작 또는 소프트웨어 정의 네트워크 지원 어플리케이션 등에 의한 트래픽 전송 정책 변경 요청 및 DAS 유닛 및 포트의 상태에 따른 트래픽 전송 정책 변경의 필요성을 반영하여 트래픽 전송 정책을 생성, 변경하고 DAS 유닛은 수신된 트래픽 전송 정책을 데이터 평면에 반영하여 그 정책에 따라 수신된 트래픽을 목적지로 전송한다.

Description

오픈플로우 기반의 분산 안테나 시스템{OPENFLOW BASED DISTRIBUTED ANTENNA SYSTEM}
무선 통신 기술, 특히 분산 안테나 시스템에 관한 기술이 개시된다.
분산 안테나 시스템(Distributed Antenna System)은 이동통신 사업자의 매크로(macro) 무선 기지국의 셀 커버리지 내에 다수의 안테나를 분산 배치하여 전파가 도달하기 어려운 음영지역을 대상으로 기지국의 신호가 도달할 수 있도록 신호를 증폭해 중계하는 기능을 수행하는 장치이나, 최근 부가 기능의 하나로 LTE/3G 스몰셀(smallcell)과 와이파이(WiFi) AP 등을 수용할 수 있는 백홀(backhaul) 전송 망의 기능을 지원하고 있다.
일반적으로 사용되고 있는 분산 안테나 시스템은 무선 신호를 전달함에 있어서 정적으로 전달 정책을 구성하고 있으며, 근래에 일부 벤더들이 벤더 자체 규격을 기반으로 동적으로 자원에 대한 재배치가 가능한 기능을 추가한 분산 안테나 시스템을 선보이고 있다.
소프트웨어 정의 네트워크(Software Defined Network)는 소프트웨어 프로그래밍을 통해 네트워크 경로설정과 제어 및 복잡한 운용관리를 편리하게 처리할 수 있는 차세대 네트워킹 기술이다. 이를 위해 소프트웨어 정의 네트워크에서는 네트워크의 데이터 평면(data plane)과 제어 평면(control plane)을 분리하고 이 사이에 표준화된 인터페이스를 제공하며, 네트워크 운용자가 여러 상황에 맞추어 제어 평면을 프로그래밍하여 데이터 평면에서 이루어지는 통신 기능을 다양한 방식으로 제어할 수 있다.
오픈플로우(Openflow) 프로토콜은 이러한 소프트웨어 정의 네트워크에서 주요하게 사용하는 프로토콜로써 사용자의 정책에 따라 패킷의 다양한 분류, 포워딩, 대역 제어 및 통계 처리 등을 수행하는 프로토콜이다.
제안된 발명은 오픈플로우(Openflow) 프로토콜을 이용하여 분산 안테나 시스템의 트래픽 전송 정책을 동적으로 제어하여 트래픽 전송의 효율성을 향상시키는 것을 목적으로 한다.
나아가 제안된 발명은 표준 프로토콜의 사용에 따른 타 벤더 제품과의 호환성을 강화시키는 것을 또 다른 목적으로 한다.
나아가 제안된 발명은 오픈플로우 프로토콜에서 제공하는 다양한 기능을 사용하여 분산 안테나 시스템의 기능을 확장하는 것을 것을 또 다른 목적으로 한다.
나아가 제안된 발명은 소프트웨어 정의 네트워크(Software Defined Network, SDN)를 지원하는 분산 안테나 시스템으로 진화함에 따라 유연하고 쉽게 재설정 가능한 네트워크를 지원함으로써 확장성 및 운영 유지보수의 용이성을 실현하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
일 양상에 따른 분산 안테나 시스템은 DAS(Distributed Antenna System) 유닛과 DAS 컨트롤러를 포함한다. DAS 유닛은 헤드엔드 유닛, 허브 유닛 및 라디오 유닛 중 어느 하나이며 설정된 트래픽 전송 정책을 기반으로 수신된 트래픽을 라우팅한다. DAS 컨트롤러는 운영자 또는 SDN 기반 어플리케이션으로부터 정책 설정 요청을 받아 트래픽 전송 정책을 생성하거나 변경하고 해당 트래픽 전송 정책을 DAS 유닛으로 전송한다.
또 다른 양상에 따르면, DAS 컨트롤러는 주기적으로 DAS 유닛의 상태를 체크하여 상태 변경 시 동적으로 트래픽 전송 정책을 변경하여 DAS 유닛으로 전송한다.
또 다른 양상에 따르면, DAS 컨트롤러는 DAS 유닛으로 부터 포트의 상태 변경에 따른 이벤트를 수신하여 동적으로 트래픽 전송 정책을 변경하여 DAS 유닛으로 전송한다.
제안된 발명에 따르면, 트래픽 전송 정책을 변경하기 위해서 분산 안테나 시스템의 각 유닛에서 설정을 변경할 필요 없이 통합된 SDN 지원 어플리케이션을 통해 빠르고 효율적으로 트래픽 전송 정책을 설정하거나 변경이 가능하다.
또한, 운영자에 의한 트래픽 전송 정책 변경 뿐만 아니라 각 유닛 및 포트의 상태 변경에 따라 동적으로 트래픽 전송 정책의 변경이 가능하다.
또한, 표준 기반의 프로토콜 사용에 따라 표준을 따르는 타 벤더 제품과의 연동 호환성 강화가 가능하다.
나아가 라디오(Radio) 트래픽과 이더넷(Ethernet) 트래픽에 동시 적용 가능한 오픈플로우 기반의 운용 관리 프레임워크의 제공이 가능하다.
도 1은 일 실시 예에 따른 오픈플로우를 지원하는 분산 안테나 시스템의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 분산 안테나 시스템에서 사용되는 프레임 구조를 도시한 도면이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 분산 안테나 시스템 유닛의 구성을 도시한 블록도이다.
도 4는 또 다른 실시 예에 따른 오픈플로우를 지원하지 않는 분산 안테나 시스템 유닛의 데이터 평면을 설정하는 과정을 도시한 도면이다.
도 5는 또 다른 실시 예에 따른 오픈플로우 프로토콜을 이용한 분산 안테나 시스템 정책 설정과정을 도시한 도면이다.
도 6은 또 다른 실시 예에 따른 분산 안테나 시스템의 트래픽 전송의 일 예를 도시한 도면이다.
도 7은 도 6에 도시된 트래픽 전송에 대한 분산 안테나 시스템 유닛의 설정된 정책 정보의 일 예를 나타낸 표이다.
도 8은 또 다른 실시 예에 따른 분산 안테나 시스템의 정책 변경과 그에 따른 트래픽 전송의 일 예를 도시한 도면이다.
도 9은 도 8에 도시된 정책 변경과 트래픽 전송에 대한 분산 안테나 시스템 유닛의 설정된 정책 정보의 일 예를 나타낸 표이다.
전술한, 그리고 추가적인 양상들은 첨부된 도면을 참조하여 설명하는 실시예들을 통해 구체화된다. 각 실시예들의 구성 요소들은 다른 언급이나 상호간에 모순이 없는 한 실시예 내에서 다양한 조합이 가능한 것으로 이해된다. 블럭도의 각 블럭은 어느 경우에 있어서 물리적인 부품을 표현할 수 있으나 또다른 경우에 있어서 하나의 물리적인 부품의 기능의 일부 혹은 복수의 물리적인 부품에 걸친 기능의 논리적인 표현일 수 있다. 때로는 블럭 혹은 그 일부의 실체는 프로그램 명령어들의 집합(set)일 수 있다. 이러한 블럭들은 전부 혹은 일부가 하드웨어, 소프트웨어 혹은 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 따른 오픈플로우를 지원하는 분산 안테나 시스템의 구성을 도시한 블록도이다.
분산 안테나 시스템은 단일 기지국과 유선 또는 전용회선으로 연결된 다수의 분산 안테나를 활용한 시스템으로, 단일 기지국은 기지국이 서비스하는 셀 내부에 소정 거리 이상 떨어져 위치하는 복수 개의 안테나들을 관리한다. 복수 개의 안테나들이 셀 내에서 소정 거리 이상 떨어져 분산되어 위치한다는 점에서 복수 개의 기지국 안테나들이 셀 중에 집중되어 있는 중앙 집중형 안테나 시스템(Centralized Antenna System)과 구별된다.
또한, 분산 안테나 시스템은 분산 안테나 각각의 유닛이 해당 안테나 영역을 자체적으로 관할하는 것이 아닌, 셀 중앙의 기지국에서 셀 내 위치한 모든 분산 안테나 영역을 관할한다는 점에서 펨토 셀(Femto cell)과 구별된다. 또한, 분산 안테나 유닛들이 유선 또는 전용회선으로 연결되어 있다는 점에서 기지국과 중계국 사이가 무선으로 연결된 다중 홉 방식의 릴레이 시스템 또는 애드혹(ad-hoc) 네트워크와도 구별된다. 추가로 기지국의 명령에 따라 분산 안테나 각각이 안테나에 인접한 각각의 단말에 서로 다른 신호를 전송할 수 있다는 점에서 단순히 신호를 증폭해서 전송하는 리피터와도 구별된다.
도 1에 도시된 일 양상에 따른 분산 안테나 시스템은 DAS 유닛과, DAS 컨트롤러(10)를 포함한다.
DAS 유닛은 헤드엔드 유닛(Headend Unit, 20), 허브 유닛(Hub Unit, 30) 및 라디오 유닛(Radio Unit, 40) 중 어느 하나이며 기 설정된 트래픽 전송 정책을 기반으로 유닛의 입력포트로부터 수신된 트래픽을 출력포트로 송신한다.
분산 안테나 시스템의 헤드엔드 유닛(20)은 기지국과 인터페이스되어 다양한 무선 신호를 수신하고 디지털화 및 프레임화하여 전송하는 기능을 수행한다. 또한, 스몰셀(smallcell) 및 와이파이(WiFi) 서비스에 대한 백홀 기능 지원을 위하여 이더넷 데이터를 수신하여 프레임화(framing)한 뒤, 전송하는 기능을 수행할 수 있다.
헤드엔드 유닛(20)은 프레임화(framing)를 수행할 때, 데이터 전송을 위한 헤더 정보를 추가하고 추가된 헤더 정보를 기반으로 데이터 평면(Data plane, 300)에서 트래픽 전송 정책의 매치 필드(match field)와 비교하여 찾은 규칙에 따라 라우팅을 수행하여 목적지 포트로 해당 프레임을 전송한다. 업링크(Uplink) 트래픽 처리는 역순으로 진행된다.
헤드엔드 유닛(20)은 기지국으로부터 수신한 RF(Radio frequency) 대역의 아날로그 무선 주파수 신호를 디지털 무선 주파수 신호로 변환한 후 복수의 출력포트로 분배한다. 도 1에 도시된 실시 예에서는 헤드엔드 유닛(20)은 예시적으로 2개의 출력포트를 가진 것으로 도시되었다.
이 출력 포트들에는 허브 유닛(30) 또는 리모트 유닛이 연결될 수 있다.
허브 유닛(30)은 프레임을 수신한 후 프레임 헤더정보를 기반으로 목적지 포트로 프레임을 전송하는 기능을 수행한다. 발명의 또 다른 양상에 따라 목적지 포트가 스몰셀 또는 와이파이 서비스를 지원하기 위한 이더넷 포트인 경우에는 프레임에서 이더넷 정보를 추출한 후 스위칭 기능을 수행한다. 업링크 트래픽 처리는 역순으로 진행된다.
라디오 유닛(40)은 프레임을 수신한 후 프레임 헤더정보를 기반으로 프레임을 RF 신호로 변환 및 송출하거나, 목적지 포트로 프레임을 전송(Daisy Chain의 경우)하거나, 또는 목적지 포트가 스몰셀 또는 와이파이 서비스를 지원하기 위한 이더넷 포트인 경우에는 프레임에서 이더넷 정보를 추출 후 해당 와이파이 AP 또는 스몰셀로 전송하는 기능을 수행한다. 업링크 트래픽 처리는 역순으로 진행된다.
DAS 컨트롤러(10)는 오픈플로우 컨트롤러로 트래픽 전송 정책을 생성하거나 변경하고 오픈플로우 프로토콜을 이용하여 해당 정책을 DAS 유닛(HEU, HU, RU)이 데이터 평면(300)의 포워딩 테이블에 적용할 수 있도록 DAS 유닛으로 전송한다.
DAS 컨트롤러(10)는 오픈플로우 프로토콜을 이용하여 분산 안테나 시스템 유닛들의 트래픽 전송 정책을 관리하고 제어하는 역할, 유닛 및 유닛의 포트 상태를 관리하는 역할 및 포트 기반 통계 정보를 관리하는 역할을 수행한다. 특히, DAS 컨트롤러(10)는 상태 정보 및 통계 정보에 기반하여 또는 운용자의 설정에 의해 다양하게 트래픽 전송 정책을 제어할 수 있는 기능을 제공할 수 있다.
DAS 컨트롤러(10)는 분산 안테나 시스템의 관리 시스템과 통합되어 운용될 수 있고 별도의 시스템에서 동작하도록 운용될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 와이파이 AP 및 스몰셀은 설치 환경 및 사용자의 요구 사항에 따라 백홀 서비스를 위해 허브 유닛(30) 및 라디오 유닛(40)에 연결하여 동적으로 구성될 수 있다.
설치되는 와이파이 AP 및 스몰셀의 개수가 많아지고 사용자가 늘어남에 따라서, 분산 안테나 시스템에서 제공하는 백홀 서비스의 혼잡(congestion)은 발생할 수 밖에 없으므로 QoS(Quality of Service) 처리를 오픈플로우에서 제공하는 metering 기능을 통하여 제공하여 서비스 효율성을 향상시킬 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 분산 안테나 시스템에서 사용되는 프레임 구조를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 분산 안테나 시스템의 각 시스템 유닛(HEU, HU, RU)은 프런트홀(fronthaul) 및 백홀 서비스를 위하여, 수신한 데이터를 프레임화(framing)하여전송한다. 이때, 하나의 프레임은 프레임 헤더(frame header)와 프레임 데이터(frame data)를 포함한다.
프레임 헤더는 해당 프레임의 특징에 관한 정보를 포함하는 부분으로 목적지 태그(destination tag)와, 소스 태그(source tag)와, 벤더 특정 정보(vendor specific information)를 포함할 수 있다.
여기서, 목적지 태그는 해당 프레임의 최종 도착지를 지정하는 네트워크 상에서 식별 가능한 태그로써 이더넷에 매핑하면 목적지 이더넷 주소(destination ethernet address)와 같은 역할을 수행한다.
또한, 소스 태그는 해당 프레임의 생성지를 지정하는 네트워크 상에서 식별 가능한 태그로써 이더넷에 매핑하면 출발지 이더넷 주소(source ethernet address)와 같은 역할을 수행한다. 소스 태그는 송신자를 나타내는 태그로 반드시 필요한 요소는 아니며 경우에 따라서는 생략이 가능하다.
또한, 벤더 특정 정보는 해당 벤더가 제공하는 특별한 기능을 위한 용도로 사용되며 시스템 관리자에 의해 추가로 설정 가능한 정보를 포함한다.
목적지 이더넷 주소와 유사한 목적지 태그 값을 프레임의 전송 주소로 사용하여 해당 프레임을 다양한 목적지로 전송하는 일반적인 분산 안테나 시스템의 기능은 헤더에 포함된 다양한 필드들 중 일부를 매치 필드(match field)로하여 프레임을 분류한 후 다양한 액션(예를 들어, 특정 출력포트로 프레임을 전송)을 취하는 오픈플로우에서 지원하는 기능과 같다. 따라서, 소프트웨어 정의 네트워크에서 그 구축기술로 사용되는 프로토콜인 오픈플로우 프로토콜을 분산 안테나 시스템 각 유닛의 제어 평면(Control Plane, 200)의 프로토콜로 사용하고 실제 데이터를 처리하는 분산 안테나 시스템 각 유닛의 데이터 평면(Data Plane, 300)은 도 2와 같은 형태를 사용하는 벤더 자체 규격의 프레임 라우팅을 지원 가능하고 프레임 헤더를 이더넷 헤더와 같은 표준 규격의 범용적인 헤더를 사용하는 경우에도 제어 평면(200)의 변경 없이 사용 가능한 효과가 발생한다.
도 3은 일 실시 예에 따른 분산 안테나 시스템 유닛의 구성을 도시한 블록도이다. 도 3은 도 1에 도시된 오픈플로우 프로토콜을 이용한 트래픽 전송 기능을 사용하는 분산 안테나 시스템의 각 유닛들의 모듈 구조를 도시한 것이다.
DAS 컨트롤러(10)는 오픈플로우 컨트롤러로 DAS 유닛 전송 정책 관리 모듈(100)과, DAS 유닛 및 포트 상태 관리 모듈(110)과, DAS 유닛 통계 정보 관리 모듈(120)을 포함할 수 있다. DAS 컨트롤러(10)는 오픈플로우 프로토콜을 이용하여 DAS 유닛들(HEU, HU, RU)에 대한 트래픽 전송 정책을 관리하는 기능과, 유닛 및 유닛의 포트 상태를 관리하는 기능과, DAS 유닛들의 통계 정보를 관리하는 기능을 수행할 수 있다.
DAS 유닛 전송 정책 관리 모듈(100)은 운용자의 조작 또는 소프트웨어 정의 네트워크의 통합 관리를 위하여 존재하는 외부의 상위 네트워크 관리 시스템(northbound network management system)의 어플리케이션 등을 통하여 트래픽 전송 정책 변경이 필요한 경우, 오픈플로우 프로토콜을 이용하여 각 DAS 유닛에게 트래픽 전송 정책 변경을 요청한다. 또한 DAS 유닛 전송 정책 관리 모듈(100)은 DAS 유닛 및 포트 상태 관리 모듈(110)을 통하여 각 DAS 유닛으로부터 전송된 상태 이벤트에 따라 동적으로 트래픽 전송 정책을 변경할 수 있고 DAS 유닛 통계 정보 관리 모듈(120)에서 취합된 각 DAS 유닛으로부터의 통계 정보 등을 바탕으로 동적으로 트래픽 전송 정책을 생성하거나 변경할 수 있다.
DAS 유닛 및 포트 상태 관리 모듈(110)은 오픈플로우 프로토콜에서 제공하는 제어 메시지를 통하여 DAS 유닛의 포트 상태가 변경되면 DAS 유닛으로부터 해당 변경 이벤트를 수신하여 DAS 유닛의 포트 상태를 관리하는 기능을 수행할 수 있으며 또한 DAS 유닛과 주기적으로 상태 관리 메시지를 교환하여 DAS 유닛 자체의 상태를 점검하고 관리하는 기능을 수행할 수 있다. 앞에서 설명한대로 DAS 유닛 전송 정책 관리 모듈(100)은 DAS 유닛 및 포트 상태 관리 모듈(110)에서 관리하는 유닛 및 포트의 상태에 따라 동적으로 트래픽 전송 정책을 변경할 수 있다.
DAS 유닛 통계 정보 관리 모듈(120)은 오픈플로우 프로토콜에서 제공하는 다양한 포트 및 유닛 통계 기능을 이용하여 각 DAS 유닛들의 현재 자원 사용 상태를 주기적으로 모니터링하는 기능을 수행할 수 있다. 앞에서 설명한대로 DAS 유닛 전송 정책 관리 모듈(100)은 DAS 유닛 통계 정보 관리 모듈(120)에서 취합된 각 DAS 유닛으로부터의 통계 정보 등을 바탕으로 동적으로 트래픽 전송 정책을 생성하거나 변경할 수 있다.
DAS 유닛은 헤드엔드 유닛(20)과, 허브 유닛(30)과, 라디오 유닛(40) 중 어느 하나에 해당한다. 각 DAS 유닛은 제어 평면(200)과 데이터 평면(300)으로 분리되어 있다. 제어 평면(200)은 DAS 유닛으로 유입되는 신호를 처리하고 전달하는데 필요한 제어 정보를 구축하고 저장할 수 있다. 데이터 평면(300)은 DAS 유닛으로 유입되는 신호를 인터페이스하고, 프레임화하고, 라우팅하는 기능을 수행할 수 있다.
DAS 유닛의 제어 평면(200)은 오픈플로우 프로토콜을 이용하여 오픈플로우 컨트롤러인 DAS 컨트롤러(10)와 연동을 수행하며 서브 모듈로 전송 정책 제어 모듈(210)과, 상태 관리 모듈(220)과, 통계 처리 모듈(230)과 정합 계층(mediation layer, 240)를 포함할 수 있다.
전송 정책 제어 모듈(210)은 트래픽 전송 정책 정보에 대한 추가, 삭제 또는 변경 이벤트를 DAS 컨트롤러(10)로부터 수신하여 데이터 평면(300)의 정보를 변경하는 기능을 수행할 수 있다.
즉, DAS 유닛은 DAS 컨트롤러(10)로부터 트래픽 전송 정책을 수신하여 트래픽 전송 정책 정보가 저장된 데이터 평면(300)의 포워딩 테이블을 갱신한다.
또한, DAS 유닛은 DAS 컨트롤러(10)가 생성하거나 변경한 서비스 분류 정책 및 프레임화(Framing) 정책을 수신하여 서비스 매핑 정보 및 프레임화 정보가 저장된 서비스 데이터 평면(300)의 매핑 테이블을 갱신할 수 있다.
이때 변경되는 트래픽 전송 정책은 매크로 무선 기지국에 대한 프런트홀 기능 지원을 위하여 라디오(Radio) 트래픽 또는 스몰셀(smallcell) 및 와이파이(WiFi)에 대한 백홀 기능 지원을 위하여 이더넷(Ethernet) 트래픽에 적용되는 정책일 수 있다.
이더넷 트래픽에 적용되는 정책의 경우 라디오 트래픽에 적용되는 정책보다 좀 더 다양하게 구성이 가능하다. 이는 이더넷 헤더가 좀 더 다양한 정보를 가지고 있기 때문이다. 오픈플로우에 적용될 수 있는 조건은 물리적 포트 번호부터 OSI 계층 4의 TCP/UDP 포트 번호까지 다양하게 적용될 수 있다. 이러한 조건들을 사용하여 이더넷 트래픽에 대하여 프레임 전송방법을 결정할 수 있다.
상태 관리 모듈(220)은 DAS 컨트롤러(10)와 주기적으로 상태 정보를 교환하여 서로의 상태를 관리하는 기능과 유닛 내의 포트 상태가 변경되었을 때 해당 이벤트를 DAS 컨트롤러(10)로 전송하는 기능을 수행한다.
즉, DAS 컨트롤러(10)는 설정된 주기로 DAS 유닛의 상태 관리 모듈(220)로부터 유닛의 상태 정보를 수신하고 유닛의 상태 정보 변경시 이를 동적으로 반영하여 트래픽 전송 정책을 변경하고 오픈플로우 프로토콜을 이용하여 변경된 정책을 다시 DAS 유닛으로 전송할 수 있다. 이때 유닛의 상태 정보를 교환하는 주기는 운영자가 망 운용 정책과 망 특성에 따라 최적의 시간을 설정할 수 있다.
또한, DAS 유닛의 상태 관리 모듈(220)은 유닛 내의 포트 상태 변경 정보를 DAS 컨트롤러(10)로 전송하고, DAS 컨트롤러(10)는 수신된 유닛의 포트 상태 변경 정보를 반영하여 동적으로 트래픽 전송 정책을 변경하고 변경된 정책을 다시 DAS 유닛으로 전송할 수 있다.
통계 처리 모듈(230)은 주기적으로 데이터 평면(300)에서 처리되는 포트 별로 트래픽 통계를 수집하여 DAS 컨트롤러(10)로 보고하는 기능을 수행할 수 있다. DAS 컨트롤러(10)는 각 유닛 별 통계 및 포트 별 통계 정보 등을 바탕으로 동적으로 트래픽 전송 정책을 생성하거나 변경할 수 있다.
또한, 운영자가 이 수집된 통계 정보를 바탕으로 트래픽 전송 정책 변경을 DAS 컨트롤러(10)에 요청할 수 있고 소프트웨어 정의 네트워크의 통합 관리를 위하여 존재하는 외부의 상위 네트워크 관리 시스템(northbound network management system)의 어플리케이션 등을 통하여 트래픽 전송 정책 변경을 DAS 컨트롤러(10)에 요청할 수 있다.
정합 계층(mediation layer, 240)은 DAS 유닛의 데이터 평면(300)이 오픈플로우 프로토콜을 지원하지 않고 벤더 자체 규격의 기능만 지원하는 경우에도 함께 연동될 수 있도록 한다. 정합 계층(240)은 오픈플로우 프로토콜 정보를 기반으로 벤더 정책과 매핑하여 연동하는 기능을 수행할 수 있다. 일 예로 정합 계층(240)은 DAS 유닛의 데이터 평면(300)에서 벤더 자체 규격을 사용하고 상위 제어 평면(200)은 오픈플로우 규격을 사용하도록 할 수 있다.
즉, DAS 유닛의 데이터 평면(300)이 벤더 자체 규격의 트래픽 전송 기능만을 제공하는 경우 정합 계층(240)은 오픈플로우 기반의 트래픽 전송 정책을 DAS 유닛의 벤더 자체 규격의 트래픽 전송 정책으로 매핑하여 설정할 수 있다.
DAS 유닛의 데이터 평면(300)은 데이터를 처리하는 기능을 수행하며 서브 모듈로 트래픽 라우팅 기능(310)과, 통계 처리 기능(320)을 포함할 수 있다.
트래픽 라우팅 기능(310)은 제어 평면(200)에 의해서 설정된 정보를 기반으로 입력포트로부터 수신된 트래픽을 출력포트로 송신하는 기능을 수행한다. 다양한 형태의 트래픽 전송을 지원하기 위해서 N to M 라우팅 기능을 지원한다.
트래픽 라우팅은 데이터 평면(300) 내에 설정된 포워딩 테이블에 따라 수행되며 이 포워딩 테이블은 오픈플로우 프로토콜을 통해 DAS 컨트롤러(10)의 요청에 의해 제어 평면(200)의 전송 정책 제어 모듈(210)을 통해 갱신된다.
포워딩 테이블은 플로우 테이블(Flow Table)과, 그룹 테이블(Group Table)과, 미터 테이블(Meter Table)을 포함할 수 있다.
플로우 테이블은 조건(match field)와, 처리(actions)와, 통계(counters)라는 정보를 포함하여 구성되어 특정 트래픽이 플로우 테이블의 특정 엔트리의 조건과 일치하면 설정된 처리를 수행하라는 정보를 저장한 테이블이다.
그룹 테이블은 특정 트래픽에 대하여 일련의 처리가 실행되도록 구성되는 테이블이다. 플로우 테이블의 처리 정보가 그룹 테이블의 엔트리 정보인 그룹 아이디인 경우에 해당 그룹 테이블에 저장된 action buckets의 처리 정보가 차례로 수행된다. 그룹 테이블은 그룹 아이디와 그룹 타입, 통계, action buckets으로 구성되며 그룹 타입은 모든 action buckets의 처리를 실행할 지 일부만 실행할 지를 결정한다.
미터 테이블은 오픈플로우에서 단순한 QoS(Quality of Service)를 다양한 방식으로 구현할 수 있도록 제공된다. 일 예로 특정 포트의 트래픽 대역폭을 측정하고 그 대역폭을 조절하는 방법이 사용될 수 있다.
통계 처리 기능(320)은 입력포트로부터 수신된 트래픽, 출력포트로 송신한 트래픽에 대한 각종 통계 정보를 기록한다. 또한, 제어 평면(200)의 통계 처리 모듈(230)이 사용할 수 있도록 해당 정보를 전송하는 기능을 제공한다.
도 4는 또 다른 실시 예에 따른 오픈플로우를 지원하지 않는 분산 안테나 시스템 유닛의 데이터 평면(300)을 설정하는 과정을 도시한 도면이다.
도 4를 참조하여 설명하면, 일 예로 오픈플로우 컨트롤러가 운영자의 조작 또는 소프트웨어 정의 네트워크의 통합 관리를 위하여 존재하는 외부의 상위 네트워크 관리 시스템의 어플리케이션 등을 통하여 “매치 필드가 목적지 태그 10이고 처리로 목적지 태그 10을 이더넷 목적지 주소로 변환하여 프레임을 전송하라”라는 트래픽 전송 정책의 변경을 지시받으면 해당 정책을 DAS 유닛으로 전송한다.
DAS 유닛의 제어 평면(200)은 오픈플로우 컨트롤러로부터 수신한 트래픽 전송 정책을 가공하여 정합 계층(240)으로 전송한다.
정합 계층(240)은 데이터 평면(300)의 오픈플로우 프로토콜을 지원하는 지 아니면 벤더 자체 규격만 지원하는 지에 따라 달리 동작한다. 도4에 도시된 바와 같이 벤더 자체 규격만 지원하는 경우라면 데이터 평면(300)은 이더넷 목적지 주소를 통한 라우팅을 지원하지 않으므로 벤더 자체 규격에 맞게 목적지 태그를 유지하여 프레임을 목적지로 라우팅하도록 변경하여 데이터 평면(300)으로 전달한다.
데이터 평면(300)은 수신한 트래픽 전송 정책을 플로우 테이블에 반영하여 플로우 테이블을 갱신한다. 일 예로, 오픈플로우 프로토콜에서는 목적지 태그를 이더넷 목적지 주소로 변경할 것을 요청하였지만 데이터 평면(300)이 오픈플로우 프로토콜을 지원하지 않으므로 요청과 달리 벤더 자체 규격에 맞게 목적지 태그를 유지하는 것으로 변경되어 플로우 테이블에 갱신된다.
도 5는 또 다른 실시 예에 따른 오픈플로우 프로토콜을 이용한 분산 안테나 시스템 정책 설정과정을 도시한 도면이다.
일 양상에 따르면, 오픈플로우 기반의 분산 안테나 시스템 정책 설정 방법은 DAS 컨트롤러(10)가 운용자 단말 또는 통합 소프트웨어 정의 네트워크 지원 어플리케이션으로부터 신규 정책 설정 요청을 수신하는 단계와, DAS 컨트롤러(10)가 상기 요청을 신규 정책 정보로 가공하여 DAS 유닛으로 오픈플로우 프로토콜을 이용하여 전송하는 단계와, DAS 유닛이 신규 정책 정보를 수신하는 단계와, DAS 유닛이 수신된 정책 정보를 DAS 유닛의 데이터 평면(300) 구조에 맞는 설정 정보로 매핑하는 단계와, DAS 유닛이 매핑된 설정 정보로 포워딩 테이블을 갱신하는 단계를 포함한다.
또 다른 양상에 따르면, 오픈플로우 기반의 분산 안테나 시스템 정책 설정 방법에서 갱신되는 정책 정보는 라디오 트래픽 전송 정책 정보 또는 이더넷 트래픽 전송 정책을 포함할 수 있다.
또 다른 양상에 따르면, 오픈플로우 기반의 분산 안테나 시스템 정책 설정 방법은 DAS 유닛이 매핑된 설정 정보로 서비스 분류 정책 및 프레임화(framing) 정책을 갱신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
도 5를 참조하여 설명하면, ① DAS 컨트롤러(10) 즉, 오픈플로우 컨트롤러가 신규 정책 정보를 설정 요청을 운용자의 CLI(Command Line Interface) 또는 Web Interface를 통한 입력 등을 통해서 수신하거나 또는 소프트웨어 정의 네트워크의 통합 관리를 위하여 존재하는 외부의 상위 네트워크 관리 시스템의 어플리케이션으로부터 수신하면 오픈플로우 컨트롤러는 해당 정책 정보를 가공하여 관련된 DAS 유닛으로 정책 정보를 전달한다. 도 5에 도시된 예에서는 오픈플로우 컨트롤러는 해당 정책 정보를 헤드엔드 유닛 A와, 허브 유닛 B와, 라디오 유닛 C로 각각 전송한다.
② DAS 유닛의 제어 평면(200)의 오픈플로우 채널이 오픈플로우 컨트롤러로부터 오픈플로우 프로토콜을 이용하여 정책 정보를 수신하고 수신된 정책 정보를 정합 계층(240)으로 전달한다.
③ DAS 유닛의 제어 평면(200)의 정합 계층(240)은 오픈플로우 프로토콜의 정책 정보를 하위 데이터 평면(300)의 구조에 맞게 매핑하는 과정을 수행한다. 이때 데이터 평면(300)이 오픈플로우를 지원하면 수신된 정책 정보 그대로 포워딩 테이블을 갱신하고 오픈플로우를 지원하지 않고 벤더 자체 규격만 지원하는 경우에는 벤더 규격에 맞게 매핑하여 포워딩 테이블을 갱신한다. 해당 포워딩 테이블에 갱신된 정보는 트래픽 라우팅을 수행하는 정보가 된다.
④ DAS 유닛이 헤드엔드 유닛(20)이나 라디오 유닛(40)과 같이 수신된 트래픽에 대하여 프레임화(framing) 또는 디프레임화(deframing)를 수행하는 유닛인 경우에는 서비스 분류 및 프레임화(framing)를 위한 정잭 정보를 데이터 평면(300)의 서비스 매핑 및 프레임화(framing) 테이블에 갱신한다.
분산 안테나 시스템이 제공하는 서비스는 매크로 프런트홀 서비스 및 스몰셀/와이파이 백홀 서비스로 분류될 수 있다.
매크로 프런트홀 서비스는 주로 하나 이상의 매크로 무선 기지국 신호(CDMA, GSM, WCDMA, LTE, LTE-A 등)를 통합하여, 원거리에 위치한 라디오 유닛(40)까지 전송하거나, 그 역 방향의 전송을 제공하는 서비스를 말한다. 즉, 헤드엔드 유닛(20)은 다양한 사업자들의 RF(Radio Frequency) 신호, CPRI(Common Public Radio Interface) 프레임을 수신하고, 이들을 복수의 라디오 유닛(40)들에게 전달한다. 이때, RF 신호 또는 CPRI 프레임의 전송은 분산 안테나 시스템의 자체 전송 망을 사용하게 되고, 라디오 유닛(40)은 RF 신호를 원래의 신호로 복원하고 CRPR 프레임을 RF 신호로 변환하여 무선으로 전송한다.
스몰셀/와이파이 백홀 서비스는 스몰셀이나 와이파이 서비스 지원을 위하여 분산 안테나 시스템의 자체 전송 망을 사용하여 이더넷 패킷을 허브 유닛(30)이나 라디오 유닛(40)에 연결된 와이파이 AP 또는 스몰셀로 전송하거나 그 역방향의 전송을 제공하는 서비스를 말한다.
프레임화는 수신된 트래픽을 데이터로 하는 프레임 데이터와 목적지 태그, 소스 태그, 벤더 특정 정보를 포함하는 프레임 헤더로 구성되는 프레임을 생성하는 것이고 디프레임화는 목적지 태그의 목적지에서 프레임의 헤더를 제거하고 프레임 데이터를 추출하는 것이다.
추가적 양상에 따르면, DAS 컨트롤러(10)는 DAS 유닛의 상태와 DAS 유닛의 포트 상태에 따라 동적으로 트래픽 전송 정책을 변경하고 이를 DAS 유닛으로 전송할 수 있다.
즉, 오픈플로우 기반의 분산 안테나 시스템 설정 방법은 DAS 컨트롤러(10)가 설정된 주기로 DAS 유닛의 상태 정보를 수신하는 단계와, DAS 컨트롤러(10)가 수신된 상태 정보를 반영하여 트래픽 전송 정책을 변경하고 DAS 유닛으로 변경된 정책을 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 오픈플로우 기반의 분산 안테나 시스템 설정 방법은 DAS 유닛이 변경된 포트 상태 정보를 DAS 컨트롤러(10)로 전송하는 단계와, DAS 컨트롤러(10)가 수신된 DAS 유닛의 포트 상태를 반영하여 트래픽 전송 정책을 변경하고 DAS 유닛으로 변경된 정책을 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
도 6은 또 다른 실시 예에 따른 분산 안테나 시스템의 트래픽 전송의 일 예를 도시한 도면이고 도 7은 도 6에 도시된 트래픽 전송에 대한 분산 안테나 시스템 유닛의 설정된 정책 정보의 일 예를 나타낸 표이다.
일 양상에 따른 오픈플로우 기반의 분산 안테나 시스템의 트래픽 라우팅 방법은 DAS 시스템 유닛이 수신된 프레임의 헤더 정보에서 매칭 필드를 추출하는 단계와, DAS 시스템 유닛이 추출된 매칭 필드로 포워딩 테이블의 매칭 룰과 비교하여 매치되는 트래픽 전송 정책에 따라 라우팅하여 프레임을 출력 포트로 내보내는 단계를 포함한다.
또 다른 양상에 따르면, 오픈플로우 기반의 분산 안테나 시스템의 트래픽 전송 정책은 라디오 트래픽 또는 이더넷 트래픽에 적용되는 정책을 지원하는 트래픽 라우팅 정책에 기반하여 라우팅하는 방법을 포함할 수 있다.
또 다른 양상에 따르면, 오픈플로우 기반의 분산 안테나 시스템의 트래픽 라우팅 방법은 DAS 유닛이 매칭 필드를 추출하는 단계 이전에, 입력 포트로부터 수신된 트래픽의 서비스를 분류하고 분류된 서비스에 따라 프레임화하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또 다른 양상에 따르면, 오픈플로우 기반의 분산 안테나 시스템의 트래픽 라우팅 방법은 DAS 유닛이 프레임을 출력 포트로 내보내는 단계 이전에, 디프레임화(Deframing)를 하는 단계를 더 포함할 수 있다.
도 5에 도시된 과정을 통하여 도 7에 나타낸 표와 같이 DAS 유닛의 정책 정보가 설정된 것을 가정한다.
도 6과 도 7을 참조하여 분산 안테나 시스템의 다운 링크 방향의 트래픽 전송 예를 설명한다.
먼저, 도 7을 참조하여 각 유닛의 정책 정보의 설정 예를 설명한다. 헤드엔드 유닛 A는 프레임화를 수행하는 유닛으로 헤드엔드 유닛 A의 정책 정보는 서비스 매핑 및 프레임화(framing) 테이블과 포워딩 테이블에 저장되어 있다. 서비스 매핑 및 프레임화(framing) 테이블과 포워딩 테이블 모두 조건(match rule)과 조치(action)을 포함하고 있으며 도 7의 예에서는 2개의 엔트리로 구성되어 있다.
도 7의 헤드엔드 유닛 A의 서비스 매핑 및 프레임화(framing) 테이블을 보면 수신된 트래픽의 서비스를 분류하여 서비스가 Service A와 매치되는 경우에는 목적지 태그를 X로 하여 프레임 헤더를 추가하는 조치를 하고 Service B와 매치되는 경우에는 목적지 태그를 Y로 하여 프레임 헤더를 추가하는 조치를 하도록 구성되어 있다.
도 7의 헤드엔드 유닛 A의 포워딩 테이블을 보면 수신된 프레임의 프레임 헤더의 목적지 태그가 X와 매치되는 경우에는 해당 프레임을 출력포트 4번으로 전송하고 목적지 태그가 Y와 매치되는 경우에는 해당 프레임을 출력포트 5번으로 전송하도록 구성되어 있다.
허브 유닛 B는 프레임화를 수행하지 않는 유닛으로 허브 유닛 B의 정책 정보는 포워딩 테이블에 저장되어 있다. 허브 유닛 B의 포워딩 테이블 역시 조건(match rule)과 조치(action)을 포함하고 있으며 도 7의 예에서는 2개의 엔트리로 구성되어 있다.
도 7의 허브 유닛 B의 포워딩 테이블을 보면 수신된 프레임의 입력포트가 1번이고 프레임 헤더의 목적지 태그가 X와 매치되는 경우에는 해당 프레임을 출력포트 3번으로 전송하고 수신된 프레임의 입력포트가 1번이고 목적지 태그가 Y와 매치되는 경우에는 해당 프레임을 출력포트 3번으로 전송하도록 구성되어 있다.
라디오 유닛 C는 프레임화를 수행하는 유닛이나 다운링크에서는 디프레임화를 수행하므로 포워딩 테이블에 저장된 정책 정보만 도시되어 있다. 라디오 유닛 C의 포워딩 테이블 역시 조건(match rule)과 조치(action)을 포함하고 있으며 도 7의 예에서는 2개의 엔트리로 구성되어 있다.
도 7의 라디오 유닛 C의 포워딩 테이블을 보면 수신된 프레임의 입력포트가 1번이고 프레임 헤더의 목적지 태그가 X와 매치되는 경우에는 해당 프레임을 출력포트 2번으로 전송하고 수신된 프레임의 입력포트가 1번이고 목적지 태그가 Y와 매치되는 경우에는 해당 프레임을 출력포트 3번으로 전송하도록 구성되어 있다.
도 7에 나타난 테이블의 구성을 바탕으로 도 6을 설명하면, 먼저 Service A에 해당하는 RF 신호를 헤드엔드 유닛 A가 포트 1번을 통해 매크로 기지국으로부터 수신한다. 도 6에서 수신된 RF 신호는 박스 1번으로 표시되어 있다.
헤드엔드 유닛 A의 데이터 평면(300)에서 서비스 매핑과 프레임화를 수행한다. 따라서 수신된 RF 신호의 서비스와 매핑되는 서비스를 서비스 매핑 및 프레임화(framing) 테이블의 조건(match rule)에 찾는다. 도 7의 표에 따르면 첫번째 엔트리의 Service A와 매치되므로 수신된 RF 신호를 프레임 데이터로 하고 프레임 헤더의 목적지 태그를 X로하여 프레임화한다. 이때 프레임 헤더에 소스 태그와 벤더 특정 정보도 함께 포함되나 라우팅 과정의 설명에서는 생략하기로 한다.
헤드엔드 유닛 A의 데이터 평면(300)은 수신된 RF 신호를 프레임화한 후 프레임 헤더의 목적지 태그 값을 이용하여 포워딩 테이블에서 매치되는 조건(match rule)을 찾는다. 도 6 및 도 7에 따르면, 프레임의 목적지 태그가 X로 구성되었으므로 포워딩 테이블의 첫번째 엔트리와 매치된다. 따라서 데이터 평면(300)은 해당 프레임을 조치(action)에 저장된 값과 같이 출력포트 4번으로 전송한다.
허브 유닛 B의 데이터 평면(300)은 수신된 프레임의 입력포트 번호와 프레임 헤더의 목적지 태그 값을 키워드로하여 포워딩 테이블에서 매치되는 조건(match rule)을 찾는다. 도 6 및 도 7에 따르면, 수신된 프레임의 입력포트가 1번 포트이고 프레임의 목적지 태그가 X이므로 포워딩 테이블의 첫번째 엔트리와 매치된다. 따라서 데이터 평면(300)은 해당 프레임을 조치(action)에 저장된 값과 같이 출력포트 3번으로 전송한다.
라디오 유닛 C의 데이터 평면(300)은 수신된 프레임의 입력포트 번호와 프레임 헤더의 목적지 태그 값을 키워드로하여 포워딩 테이블에서 매치되는 조건(match rule)을 찾는다. 도 6 및 도 7에 따르면, 수신된 프레임의 입력포트가 1번 포트이고 프레임의 목적지 태그가 X이므로 포워딩 테이블의 첫번째 엔트리와 매치된다. 따라서 데이터 평면(300)은 해당 프레임을 조치(action)에 저장된 값과 같이 출력포트 2번으로 전송한다.
또한, 다운링크의 또 다른 예인 박스 2번 RF 신호에 대하여도 설명한다. Service B에 해당하는 RF 신호를 헤드엔드 유닛 A가 포트 2번을 통해 매크로 기지국으로부터 수신한다. 도 6에서 수신된 RF 신호는 박스 2번으로 표시되어 있다.
헤드엔드 유닛 A의 데이터 평면(300)에서 서비스 매핑과 프레임화를 수행한다. 따라서 수신된 RF 신호의 서비스와 매핑되는 서비스를 서비스 매핑 및 프레임화(framing) 테이블의 조건(match rule)에 찾는다. 도 7의 표에 따르면 두번째 엔트리의 Service B와 매치되므로 수신된 RF 신호를 프레임 데이터로 하고 프레임 헤더의 목적지 태그를 Y로하여 프레임화한다.
헤드엔드 유닛 A의 데이터 평면(300)은 수신된 RF 신호를 프레임화한 후 프레임 헤더의 목적지 태그 값을 이용하여 포워딩 테이블에서 매치되는 조건(match rule)을 찾는다. 도 6 및 도 7에 따르면, 프레임의 목적지 태그가 Y로 구성되었으므로 포워딩 테이블의 두번째 엔트리와 매치된다. 따라서 데이터 평면(300)은 해당 프레임을 조치(action)에 저장된 값과 같이 출력포트 5번으로 전송한다.
허브 유닛 B의 데이터 평면(300)은 수신된 프레임의 입력포트 번호와 프레임 헤더의 목적지 태그 값을 키워드로하여 포워딩 테이블에서 매치되는 조건(match rule)을 찾는다. 도 6 및 도 7에 따르면, 수신된 프레임의 입력포트가 1번 포트이고 프레임의 목적지 태그가 Y이므로 포워딩 테이블의 두번째 엔트리와 매치된다. 따라서 데이터 평면(300)은 해당 프레임을 조치(action)에 저장된 값과 같이 출력포트 3번으로 전송한다.
라디오 유닛 C의 데이터 평면(300)은 수신된 프레임의 입력포트 번호와 프레임 헤더의 목적지 태그 값을 키워드로하여 포워딩 테이블에서 매치되는 조건(match rule)을 찾는다. 도 6 및 도 7에 따르면, 수신된 프레임의 입력포트가 1번 포트이고 프레임의 목적지 태그가 Y이므로 포워딩 테이블의 두번째 엔트리와 매치된다. 따라서 데이터 평면(300)은 해당 프레임을 조치(action)에 저장된 값과 같이 출력포트 3번으로 전송한다.
도 8은 또 다른 실시 예에 따른 분산 안테나 시스템의 정책 변경과 그에 따른 트래픽 전송의 일 예를 도시한 도면이고 도 9은 도 8에 도시된 정책 변경과 트래픽 전송에 대한 분산 안테나 시스템 유닛의 설정된 정책 정보의 일 예를 나타낸 표이다.
도 5에 도시된 과정을 통하여 도 7에 나타낸 표와 같이 설정된 DAS 유닛의 정책 정보가 Service B가 더 이상 라디오 유닛 C에 필요하지 않고 라디오 유닛 E에 필요하게 되어 정책이 변경된 것을 가정한다.
도 8과 도 9를 참조하여 분산 안테나 시스템의 다운 링크 방향의 트래픽 전송이 도 6 및 도 7의 트래픽 전송과 달라진 예를 설명한다.
먼저, 도 9를 참조하여 각 유닛의 정책 정보의 설정 예를 설명한다. 헤드엔드 유닛 A는 프레임화(framing)를 수행하는 유닛으로 헤드엔드 유닛 A의 정책 정보는 서비스 매핑 및 프레임화(framing) 테이블과 포워딩 테이블에 저장되어 있다. 서비스 매핑 및 프레임화(framing) 테이블과 포워딩 테이블 모두 조건(match rule)과 조치(action)을 포함하고 있으며 도 9의 예에서도 도 7의 경우와 같이 2개의 엔트리로 구성되어 있다.
도 9의 헤드엔드 유닛 A의 서비스 매핑 및 프레임화(framing) 테이블을 보면 수신된 트래픽의 서비스를 분류하여 서비스가 Service A와 매치되는 경우에는 목적지 태그를 X로 하여 프레임 헤더를 추가하는 조치를 하고 Service B와 매치되는 경우에는 목적지 태그를 Y로 하여 프레임 헤더를 추가하는 조치를 하도록 구성되어 있다.
도 9의 헤드엔드 유닛 A의 포워딩 테이블을 보면 수신된 프레임의 프레임 헤더의 목적지 태그가 X와 매치되는 경우에는 해당 프레임을 출력포트 4번으로 전송하고 목적지 태그가 Y와 매치되는 경우에는 해당 프레임을 출력포트 6번으로 전송하도록 구성되어 있다.
허브 유닛 B는 프레임화(framing)를 수행하지 않는 유닛으로 허브 유닛 B의 정책 정보는 포워딩 테이블에 저장되어 있다. 허브 유닛 B의 포워딩 테이블 역시 조건(match rule)과 조치(action)을 포함하고 있으며 도 7의 예에서와는 달리 1개의 엔트리로 구성되어 있다.
도 9의 허브 유닛 B의 포워딩 테이블을 보면 수신된 프레임의 입력포트가 1번이고 프레임 헤더의 목적지 태그가 X와 매치되는 경우에는 해당 프레임을 출력포트 3번으로 전송하도록 구성되어 있다. 그리고 도 7의 예와는 달리 목적지 태그 Y의 매치 조건은 삭제되어 있다. 이는 허브 유닛 B에 연결된 라디오 유닛 C에서 더 이상 Service B를 필요로 하지 않기 때문에 오픈플로우 컨트롤러의 정책 제어를 받아 테이블에서 삭제한 것이다.
라디오 유닛 C는 프레임화를 수행하는 유닛이나 다운링크에서는 디프레임화(Deframing)를 수행하므로 포워딩 테이블에 저장된 정책 정보만 도시되어 있다. 라디오 유닛 C의 포워딩 테이블 역시 조건(match rule)과 조치(action)을 포함하고 있으며 도 7의 예와는 달리 1개의 엔트리로 구성되어 있다.
도 9의 라디오 유닛 C의 포워딩 테이블을 보면 수신된 프레임의 입력포트가 1번이고 프레임 헤더의 목적지 태그가 X와 매치되는 경우에는 해당 프레임을 출력포트 2번으로 전송하도록 구성되어 있다. 그리고 도 7의 예와는 달리 목적지 태그 Y의 매치 조건은 삭제되어 있다. 이는 허브 유닛 B에 연결된 라디오 유닛 C에서 더 이상 Service B를 필요로 하지 않기 때문에 오픈플로우 컨트롤러의 정책 제어를 받아 테이블에서 삭제한 것이다.
허브 유닛 D는 프레임화(framing)를 수행하지 않는 유닛으로 허브 유닛 D의 정책 정보는 포워딩 테이블에 저장되어 있다. 허브 유닛 D의 포워딩 테이블 역시 조건(match rule)과 조치(action)을 포함하고 있으며 도 9의 예에서는 1개의 엔트리로 구성되어 있다.
도 9의 허브 유닛 D의 포워딩 테이블을 보면 수신된 프레임의 입력포트가 1번이고 프레임 헤더의 목적지 태그가 Y와 매치되는 경우에는 해당 프레임을 출력포트 3번으로 전송하도록 구성되어 있다. 그리고 도 7의 예와는 달리 목적지 태그 Y의 매치 조건은 허브 유닛 D에 추가되어 있다. 이는 허브 유닛 D에 연결된 라디오 유닛 E에서 Service B를 필요로 하기 때문에 오픈플로우 컨트롤러의 정책 제어를 받아 테이블에 추가한 것이다.
라디오 유닛 E는 프레임화를 수행하는 유닛이나 다운링크에서는 디프레임화(Deframing)를 수행하므로 포워딩 테이블에 저장된 정책 정보만 도시되어 있다. 라디오 유닛 E의 포워딩 테이블 역시 조건(match rule)과 조치(action)을 포함하고 있으며 도 9의 예에서는 1개의 엔트리로 구성되어 있다.
도 9의 라디오 유닛 E의 포워딩 테이블을 보면 수신된 프레임의 입력포트가 1번이고 프레임 헤더의 목적지 태그가 Y와 매치되는 경우에는 해당 프레임을 출력포트 3번으로 전송하도록 구성되어 있다. 그리고 도 7의 예와는 달리 목적지 태그 Y의 매치 조건은 라디오 유닛 D에 추가되어 있다. 이는 라디오 유닛 E에서 Service B를 필요로 하기 때문에 오픈플로우 컨트롤러의 정책 제어를 받아 테이블에 추가한 것이다.
도 9에 나타난 테이블의 구성을 바탕으로 도 8을 설명하면, 먼저 Service A에 해당하는 RF 신호를 헤드엔드 유닛 A가 포트 1번을 통해 매크로 기지국으로부터 수신한다. 도 8에서 수신된 RF 신호는 박스 1번으로 표시되어 있다.
헤드엔드 유닛 A의 데이터 평면(300)에서 서비스 매핑과 프레임화를 수행한다. 따라서 수신된 RF 신호의 서비스와 매핑되는 서비스를 서비스 매핑 및 프레임화(framing) 테이블의 조건(match rule)에 찾는다. 도 9의 표에 따르면 첫번째 엔트리의 Service A와 매치되므로 수신된 RF 신호를 프레임 데이터로 하고 프레임 헤더의 목적지 태그를 X로하여 프레임화한다. 이때 프레임 헤더에 소스 태그와 벤더 특정 정보도 함께 포함되나 라우팅 과정의 설명에서는 생략하기로 한다.
헤드엔드 유닛 A의 데이터 평면(300)은 수신된 RF 신호를 프레임화한 후 프레임 헤더의 목적지 태그 값을 이용하여 포워딩 테이블에서 매치되는 조건(match rule)을 찾는다. 도 8 및 도 9에 따르면, 프레임의 목적지 태그가 X로 구성되었으므로 포워딩 테이블의 첫번째 엔트리와 매치된다. 따라서 데이터 평면(300)은 해당 프레임을 조치(action)에 저장된 값과 같이 출력포트 4번으로 전송한다.
허브 유닛 B의 데이터 평면(300)은 수신된 프레임의 입력포트 번호와 프레임 헤더의 목적지 태그 값을 키워드로하여 포워딩 테이블에서 매치되는 조건(match rule)을 찾는다. 도 8 및 도 9에 따르면, 수신된 프레임의 입력포트가 1번 포트이고 프레임의 목적지 태그가 X이므로 포워딩 테이블의 첫번째 엔트리와 매치된다. 따라서 데이터 평면(300)은 해당 프레임을 조치(action)에 저장된 값과 같이 출력포트 3번으로 전송한다.
라디오 유닛 C의 데이터 평면(300)은 수신된 프레임의 입력포트 번호와 프레임 헤더의 목적지 태그 값을 키워드로하여 포워딩 테이블에서 매치되는 조건(match rule)을 찾는다. 도 8 및 도 9에 따르면, 수신된 프레임의 입력포트가 1번 포트이고 프레임의 목적지 태그가 X이므로 포워딩 테이블의 첫번째 엔트리와 매치된다. 따라서 데이터 평면(300)은 해당 프레임을 조치(action)에 저장된 값과 같이 출력포트 2번으로 전송한다.
또한, 다운링크의 또 다른 예인 박스 2번 RF 신호에 대하여도 설명한다. Service B에 해당하는 RF 신호를 헤드엔드 유닛 A가 포트 2번을 통해 매크로 기지국으로부터 수신한다. 도 8에서 수신된 RF 신호는 박스 2번으로 표시되어 있다.
헤드엔드 유닛 A의 데이터 평면(300)에서 서비스 매핑과 프레임화를 수행한다. 따라서 수신된 RF 신호의 서비스와 매핑되는 서비스를 서비스 매핑 및 프레임화(framing) 테이블의 조건(match rule)에 찾는다. 도 9의 표에 따르면 두번째 엔트리의 Service B와 매치되므로 수신된 RF 신호를 프레임 데이터로 하고 프레임 헤더의 목적지 태그를 Y로하여 프레임화한다.
헤드엔드 유닛 A의 데이터 평면(300)은 수신된 RF 신호를 프레임화한 후 프레임 헤더의 목적지 태그 값을 이용하여 포워딩 테이블에서 매치되는 조건(match rule)을 찾는다. 도 8 및 도 9에 따르면, 프레임의 목적지 태그가 Y로 구성되었으므로 포워딩 테이블의 두번째 엔트리와 매치된다. 따라서 데이터 평면(300)은 해당 프레임을 조치(action)에 저장된 값과 같이 출력포트 6번으로 전송한다.
허브 유닛 D의 데이터 평면(300)은 수신된 프레임의 입력포트 번호와 프레임 헤더의 목적지 태그 값을 키워드로하여 포워딩 테이블에서 매치되는 조건(match rule)을 찾는다. 도 8 및 도 9에 따르면, 수신된 프레임의 입력포트가 1번 포트이고 프레임의 목적지 태그가 Y이므로 포워딩 테이블의 첫번째 엔트리와 매치된다. 따라서 데이터 평면(300)은 해당 프레임을 조치(action)에 저장된 값과 같이 출력포트 3번으로 전송한다.
라디오 유닛 E의 데이터 평면(300)은 수신된 프레임의 입력포트 번호와 프레임 헤더의 목적지 태그 값을 키워드로하여 포워딩 테이블에서 매치되는 조건(match rule)을 찾는다. 도 8 및 도 9에 따르면, 수신된 프레임의 입력포트가 1번 포트이고 프레임의 목적지 태그가 Y이므로 포워딩 테이블의 첫번째 엔트리와 매치된다. 따라서 데이터 평면(300)은 해당 프레임을 조치(action)에 저장된 값과 같이 출력포트 3번으로 전송한다.
도 6 내지 도 9에 도시되지는 않았지만, 트래픽을 전송하는 과정은 2가지 패턴으로 구분할 수 있다. 첫번째 패턴은 각 DAS 유닛의 데이터 평면(300)에 해당 프레임을 처리할 포워딩 테이블이 설정되어 있어 정해진 조치(action)에 따라 전송할 수 있는 경우이고, 두번째 패턴은 각 DAS 유닛의 데이터 평면(300)에 해당 프레임을 처리할 포위딩 테이블이 설정되어 있지 않은 경우로 DAS 유닛을 해당 프레임을 일단 버퍼에 저장하고 컨트롤러에 적합한 라우팅 정책을 문의하고 컨트롤러가 적합한 라우팅 정책을 수립하여 포워딩 테이블을 갱신할 수 있도록 지시하고 DAS 유닛이 포위딩 테이블을 갱신하면 버퍼에 저장된 프레임을 정해진 조치에 따라 전송한다. 이 경우의 또 다른 예로는 해당 프레임을 폐기할 수도 있다.
이상에서 본 발명을 첨부된 도면을 참조하는 실시예들을 통해 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며, 이들로부터 당업자라면 자명하게 도출할 수 있는 다양한 변형예들을 포괄하도록 해석되어야 한다. 특허청구범위는 이러한 변형예들을 포괄하도록 의도되었다.
10 : DAS 컨트롤러
100 : DAS 유닛 전송 정책 관리 모듈
110 : DAS 유닛 및 포트 상태 관리 모듈
120 : DAS 유닛 통계 정보 관리 모듈
20 : 헤드엔드 유닛
30 : 허브 유닛
40 : 라디오 유닛
200 : 제어 평면
210 : 전송 정책 제어 모듈
220 : 상태 관리 모듈
230 : 통계 처리 모듈
240 : 정합 계층
300 : 데이터 평면
310 : 트래픽 라우팅 기능
320 : 통계 처리 기능

Claims (17)

  1. 설정된 트래픽 전송 정책 정보를 기반으로 입력 포트로부터 수신된 트래픽을 출력포트로 송신하는 DAS(Distributed Antenna System) 유닛; 및
    트래픽 전송 정책을 생성 또는 변경하고 오픈플로우(Openflow) 프로토콜을 이용하여 해당 정책을 DAS 유닛으로 전송하는 DAS 컨트롤러;
    를 포함하되,
    DAS 컨트롤러는 설정된 주기로 DAS 유닛으로부터 유닛의 상태 정보를 수신하고 상태 정보 변경시 트래픽 전송 정책을 변경하고 오픈플로우 프로토콜을 이용하여 변경된 정책을 DAS 유닛으로 전송하는 오픈플로우 기반의 분산 안테나 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    DAS 유닛은 헤드 엔드 유닛(Headend Unit), 허브 유닛(Hub Unit) 및 라디오 유닛(Radio Unit) 중 어느 하나인 오픈플로우 기반의 분산 안테나 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    DAS 유닛은 DAS 컨트롤러로부터 트래픽 전송 정책을 수신하여 트래픽 전송 정책 정보가 저장된 포워딩 테이블을 갱신하는 오픈플로우 기반의 분산 안테나 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 트래픽 전송 정책은 라디오(Radio) 트래픽 또는 이더넷(Ethernet) 트래픽에 적용되는 정책인 오픈플로우 기반의 분산 안테나 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    DAS 유닛이 DAS 컨트롤러가 생성하거나 변경한 서비스 분류 정책 및 프레임화(Framing) 정책을 수신하여 서비스 매핑 정보 및 프레임화 정보가 저장된 서비스 매핑 테이블을 갱신하는 오픈플로우 기반의 분산 안테나 시스템.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    DAS 유닛은 유닛 내의 포트 상태 변경 정보를 DAS 컨트롤러로 전송하고,
    DAS 컨트롤러는 수신된 유닛의 포트 상태 변경 정보를 반영하여 트래픽 전송 정책을 변경하고 변경된 정책을 DAS 유닛으로 전송하는 오픈플로우 기반의 분산 안테나 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    DAS 유닛이 오픈플로우 기반의 트래픽 전송 정책을 DAS 유닛의 벤더(Vendor) 규격의 트래픽 전송 정책으로 매핑하여 설정하는 오픈플로우 기반의 분산 안테나 시스템.
  9. DAS 컨트롤러가 운용자 단말 또는 통합 소프트웨어 정의 네트워크(Software Defined Network) 지원 어플리케이션으로부터 신규 정책 설정 요청을 수신하는 단계;
    DAS 컨트롤러가 상기 요청을 신규 정책 정보로 가공하여 DAS 유닛으로 오픈플로우 프로토콜을 이용하여 전송하는 단계;
    DAS 유닛이 신규 정책 정보를 수신하는 단계;
    DAS 유닛이 수신된 정책 정보를 DAS 유닛의 데이터 평면(Data Plane) 구조에 맞는 설정 정보로 매핑하는 단계; 및
    DAS 유닛이 매핑된 설정 정보로 포워딩 테이블을 갱신하는 단계;
    를 포함하는 오픈플로우 기반의 분산 안테나 시스템 정책 설정 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 정책 정보는 라디오 트래픽 전송 정책 정보 또는 이더넷 트래픽 전송 정책을 포함하는 오픈플로우 기반의 분산 안테나 시스템 정책 설정 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    DAS 유닛이 상기 매핑된 설정 정보로 서비스 분류 정책 및 프레임화(Framing) 정책을 갱신하는 단계를 더 포함하는 오픈플로우 기반의 분산 안테나 시스템 정책 설정 방법.
  12. 제 9 항에 있어서,
    DAS 컨트롤러가 설정된 주기로 DAS 유닛의 상태 정보를 수신하는 단계;
    DAS 컨트롤러가 수신된 상태 정보를 반영하여 트래픽 전송 정책을 변경하고 DAS 유닛으로 변경된 정책을 전송하는 단계;
    를 더 포함하는 오픈플로우 기반의 분산 안테나 시스템 정책 설정 방법.
  13. 제 9 항에 있어서,
    DAS 유닛이 변경된 포트 상태 정보를 DAS 컨트롤러로 전송하는 단계;
    DAS 컨트롤러가 수신된 DAS 유닛의 포트 상태를 반영하여 트래픽 전송 정책을 변경하고 DAS 유닛으로 변경된 정책을 전송하는 단계;
    를 더 포함하는 오픈플로우 기반의 분산 안테나 시스템 정책 설정 방법.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
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