KR19980050795A - 비동기전송모드 교환시스템의 셀 처리장치 및 방법 - Google Patents

비동기전송모드 교환시스템의 셀 처리장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 비동기전송모드 교환시스템에서, 한 신호원에서 복사된 후 가입자들에 제공될 셀들이 폐기됨을 방지하고, 헤더를 이용한 룩업에 의한 라우팅정보가 부여되지 않은 상황하에서도 다수의 가입자중 한 가입자에게만 셀이 제공될 수 있도록 하기 위한 것이다. 이러한 본 발명은 하나의 스위치포트에 여러개의 가입자포트가 물려있는 상황하에서의 점대 다중점 통신을 가능하게 하는 방법을 개시한다. 본 발명에 따르면 방송셀에 대한 선택기능 및 각 가입자 출력포트로의 복사기능이 각 가입자보드내에서 수행된다. 즉, 스위치단내에서 다중점 연결들을 위한 복사가 전부 이루어지는 것이 아니라 가입자보드내에서 필요한 출력포트들로의 복사가 행해진다. 이렇게 가입자보드내에서 복사를 함으로써 한 스위치포트에 여러 가입자에 대한 다중점이 존재한다하더라도 단지 하나의 복사된 셀 흐름만이 각 스위치 포트로 전송되면 된다. 그리하여 스위치단내에서 필요한 복사의 최대수가 스위치의 최대 크기로 제한되어 스위치의 구현이 용이하게 된다.

Description

비동기전송모드 교환시스템의 셀 처리장치 및 방법
본 발명은 비동기전송모드 교환시스템의 셀을 처리하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 가입자보드내에 구성된 셀 처리장치 및 그 처리방법에 관한 것이다.
통상 비동기전송모드(Asynchronous Transfer Mode) 통신방식을 이용한 광대역종합정보통신망(Broadband Integrated Services Digital Network)에서 점대다중점(Point-to-Multipoint) 통신이란 하나의 입력원에 대해 여러개의 출력점을 가지는 호를 구성하는 통신을 말한다. 이러한 점대 다중점 통신은 CATV 등의 방송망 및 화상회의 등에서 이용되고 있다. 그러므로 입력원을 출력점의 수만큼 복사를 하고, 복사된 결과를 각각 지정된 출력점으로 라우팅(routing)을 해주어야 한다.
한편 ATM통신방식에서는 연결특성을 구별하기 위해 사용되는 가상경로식별자(Virtual Path Identifier: 이하 VPI라 칭함)/가상채널식별자(Virtual Channel Identifier: 이하 VCI라 칭함)값을 출력점마다 다르게 요구할 수도 있으므로, 이를 위해 복사된 각각의 데이터(ATM Cell: 이하 셀이라 칭함)에 대해 서로 다른 VPI/VCI를 부여할 수 있도록 하는 셀의 헤더변환(Header Translation) 기능이 요구된다.
이러한 기능은 셀을 출력포트로 라우팅하는 스위칭부가 셀을 필요한 출력점의 수만큼 복사한 뒤 복사될 때의 복사번호와 원래의 VPI/VCI 등을 이용하여 출력포트를 결정하고, 출력포트에서 요구되는 VPI/VCI로 변환하여 출력함으로써 이루어진다. 이러한 기능을 위한 대표적인 방법으로 미합중국 워싱턴 대학교의 J. Turner에 의해 제안된 복사네트워크(Copy Network)방식이 이용되고 있다. 그러나 복사네트워크방식과 같이 스위칭부에서의 복사만으로는 하나의 스위치포트에 스위치의 최대용량보다 작은 가입자(중저속 가입자)가 여러개 물려 있는 경우에 대해서는 점대다중점 통신을 수용하기가 용이하지 않다.
예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같은 일반적인 ATM교환시스템의 가입자 망에서 하나의 스위치포트에 64개의 E1급 가입자 SAE1 또는 3개의 DS3급 가입자 SAD3이 접속되는 경우에는 한 신호원에서 복사된 셀들이 동일한 스위치의 출력포트로 전송되어야 하는 상황이 발생하게 되고, 이 경우에 동일한 출력포트로 2개 이상의 셀이 동시에 전송될 수 없으므로, 한 셀만 통과되고 나머지의 셀은 피드백되어 버퍼링되어야 한다. 버퍼링시 E1급의 최악의 상황에는 63셀을 동시에 버퍼링해야 하는 상황이 발생하여 셀의 폐기가 불가피하게 되는 문제점이 있다. 또한 E1급 접속인 경우 64개중의 하나 또는 DS3급 접속인 경우 3개중의 하나의 지정된 가입자포트로 라우팅될 수 있도록 하기 위해서는 각각 헤더를 이용한 룩업에 의한 라우팅정보가 반드시 부여되어야 한다.
따라서 본 발명의 목적은 한 신호원에서 복사된 후 가입자들에 제공될 셀들이 폐기됨을 방지하는 셀 처리장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 헤더를 이용한 룩업에 의한 라우팅정보가 부여되지 않은 상황하에서도 다수의 가입자중 한 가입자에게만 셀이 제공될 수 있도록 하는 셀 처리장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 하나의 스위치포트에 여러개의 가입자포트가 물려있는 상황하에서의 원활한 점대다중점 통신을 가능하게 하는 방법을 개시한다.
본 발명에 따르면 방송셀에 대한 선택기능 및 각 가입자 출력포트로의 복사기능이 각 가입자보드내에서 수행된다. 즉 스위치단내에서 다중점 연결들을 위한 복사가 전부 이루어지는 것이 아니라 가입자보드내에서 필요한 출력포트들로의 복사가 행해진다. 이렇게 가입자보드내에서 복사를 함으로써 한 스위치포트에 여러 가입자에 대한 다중점이 존재한다하더라도 단지 하나의 복사된 셀 흐름만이 각 스위치 포트로 전송되면 된다. 그리하여 스위치단내에서 필요한 복사의 최대수가 스위치의 최대 크기로 제한되어 스위치의 구현이 용이하게 된다.
도 1은 일반적인 비동기전송모드 교환시스템의 구성을 보여주는 도면.
도 2는 도 1에 도시된 가입자보드내에 구성되는 본 발명에 따른 셀 처리장치의 구성을 보여주는 도면.
도 3은 도 2에 도시된 셀 복사 및 헤더번역 제어부의 구성을 보다 상세하게 보여주는 도면.
도 4는 도 2에 도시된 셀 복사 및 헤더번역 제어부에 의해 처리되는 본 발명에 따른 셀 복사 및 역다중화의 동작타이밍도.
도 5는 본 발명에 따른 셀 복사 및 역다중화 처리흐름을 보여주는 도면.
이하 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의내려진 용어들로서 이는 사용자 또는 칩설계자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으며, 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
우선 본 발명을 설명하기에 앞서 본 발명은 셀의 복사 및 복사된 셀의 헤더값(VPI/VCI) 변환과 관련하여, 방송셀(Multicasting Cell)인지 여부를 판단하는 기능과, 각 가입자포트로의 복사여부 판단과 요구되는 출력 VPI/VCI로의 변환을 위해 VPI/VCI를 이용하는 룩업(Lookup)기능을 수행하는 것을 특징으로 한다. 이러한 기능을 위한 본 발명에 따른 방송셀 처리장치는 도 2에 도시된 바와 같이 구성되는데, 이 장치의 특징적인 요소는 각 가입자보드내에 구성된다는 것이다.
도 2에서 셀 복사 및 헤더번역 제어부(210)는 점대점 통신용 셀에 대한 출력포트로의 역다중화, 방송용(점대다중점 통신용)셀에 대한 복사 및 헤더(VPI/VCI) 번역기능을 갖는다. 룩업메모리(220)는 방송셀의 복사와 관련하여 각 가입자포트로의 복사여부를 결정하는 제어정보와 각각에 대한 VPI/VCI 번역값을 갖는다. 가입자 출력버퍼(231234)는 셀 복사와 관련하여 셀 정보를 가입자포트로 전송하기 직전 셀이 받아들여지는 저장용 버퍼로, 통상 선입선출메모리(First In First Out Memory)로 구현된다. 이 버퍼는 실질적으로 가입자포트로의 전송용 소자 내부에 포함될 수도 있다.
상기 셀 복사 및 헤더번역 제어부(210)는 구체적으로 도 3에 도시된 바와 같이 이루어지는 것을 특징으로 한다. 이러한 셀 복사 및 헤더번역 제어부(210)는 첫째, 순차적인 제어신호의 발생을 위한 카운터를 가지고 있다. 둘째, 룩업메모리(220)에 저장되어 있는 제어정보를 CPU(도시하지 않음)가 변경하고자 할 시 CPU와 룩업메모리(220)를 접속시켜 제어정보의 변경을 가능하게 하는 제어로직과, 방송셀을 입력받기 위한 로직을 포함한다. 셋째, 방송셀이 아닌 셀이 입력되는 경우에 입력셀을 역다중화하고, 방송셀이 입력되는 경우 이 입력셀의 복사를 위한 쓰기신호를 발생하는 로직이 존재한다. 마지막으로, 정해진 시간동안 셀정보를 유지하기 위한 시프트레지스터(Shift Register)를 포함한다.
도 3을 참조하면, 카운터(217)는 61진 카운터로 구성될 수 있는데, 이 이유는 53바이트 단위로 구성되는 ATM셀의 헤더(4바이트)를 각 포트당 처리하는 시간과, 헤더의 5번째 바이트(헤더보호용 바이트)와 48바이트의 페이로드(payload)를 전송하는데 소요되는 시간의 합이 61바이트이기 때문이다. 즉, 4바이트×4포트＋49바이트＝61바이트의 원리에 의해 61진 카운터가 결정된다. 이와 같이 카운터로서 61진 카운터가 이용되어도 무방하다. 그러나 제어를 위한 여유시간을 부가적으로 가지는 65(61+여유분1바이트×4포트)진 카운터를 이용하는 것이 바람직하다.
룩업메모리(220)의 제어로직인 메모리액세스제어부(216)는 본원 출원인에 의해 선출원된 대한민국 특허출원번호 제94-30266호, 제목 비동기전송모드 교환시스템에서 메모리 액세스를 위한 제어방법하에 개시되어 있는 제어로직이 이용될 수 있다. 쓰기신호의 발생을 위한 제어로직인 버퍼 읽기 및 쓰기신호 발생부(215)는 카운터의 상태에 따라 순차적 또는 동시에 각 가입자포트로 쓰기신호를 발생시킨다. 시프트레지스터(211)는 8개로 구성된 플립플롭을 하나의 단위로 하여 8개의 데이터 흐름을 한 클럭동안 유지할 수 있는 것으로 헤더 룩업 및 쓰기신호의 발생여부 판단 시간동안 데이터를 지연시키기 위한 것이다.
한편 입력되는 셀의 헤더에는 셀이 단순히 역다중화를 위한 대상인지 아니면 방송셀인지 여부의 판단을 가능하는 정보로서의 한 비트가 포함된다. 이와같은 판단비트가 포함된 셀이 입력되면 가입자보드내에 포함된 본 발명에 따른 셀 처리장치는 도 5에 도시된 바와 같은 흐름에 따라 입력셀을 처리한다.
먼저 헤더에 포함된 방송셀 여부 표시 비트를 사용하여 입력셀이 방송셀인가 단순히 역다중화를 위한 셀인가를 판단하고(501단계), 단순 역다중화 셀이면 헤더에 포함된 역다중화 정보를 이용하여 역다중화될 포트를 결정한다.
도 4a에는 이렇게 단순 역다중화될 포트가 2인 경우 도 2의 가입자 출력버퍼로 제공될 입력데이터와 쓰기신호의 예가 도시되어 있다. 이때 쓰기신호의 발생은 포트에 관계없이 항상 동일한 카운터의 상태에서 발생한다. 이 개념은 도 4a에서 쓰기신호중 점선으로 표시된 부분을 의미한다. 이렇게 동일한 상태에 제어신호를 발생시키는 이유는 입력된 셀의 헤더가 이 시점에 출력되기 때문이다.
입력된 셀이 복사를 요하는 방송셀인 것으로 판단된 경우는 이 셀의 VPI/VCI값을 사용하여 룩업메모리(220)내의 출력 제어정보 비트(포트수만 존재, 여기서는 4비트)를 가져온다(502단계). 그리고 이 제어비트들의 값에 따라 셀을 복사할 포트들을 결정하고(503단계), 이에 따라 카운터의 상태에 맞게 차례로 쓰기신호를 발생한다. 그리고 이와 동시에 각각의 포트의 출력 VPI/VCI값으로 지정된 정보를 룩업메모리(520)로부터 가져와서 가입자 출력버퍼쪽으로 내보낸다(504단계,507단계).
도 4b는 제어비트가 모든 포트에 대해 셀을 복사할 것을 지정한 경우의 타이밍도이고, 도 4c는 1번 포트, 3번 포트에 대해서만 셀을 복사할 것을 지정한 경우의 타이밍도이다. 여기서 각각의 변환된 헤더정보는 4바이트로 구성되는, 페이로드(헤더의 5째 바이트도 포함)는 49바이트로 구성된다.
한편 방송셀이 아닌 것으로 판단된 경우는 헤더 출력(506단계) 후 12바이트(클럭) 시간동안 쓰기신호의 발생이나 데이터의 전송없이 지나가게 되는데, 이는 방송셀에 대한 제어타이밍과 맞추기 위해서이다. 이렇게 함으로써 셀 복사 및 헤더번역 제어부(210)는 셀을 4바이트 먼저 읽어들이고, 12클럭 지연 후 나머지를 읽어들이는 방식으로 동작시킬 수 있다. 위 설명과 같이 헤더의 출력이 종료되면, 49바이트 길이의 입력된 페이로드가 출력되고, 헤더에 대해 쓰기신호가 발생했던 포트들쪽으로 쓰기신호가 출력된다(507단계).
하기의 표 1 및 표 2는 도 2에 도시된 룩업메모리(220)에 저장되는 제어정보의 일예를 보여주고 있다. 표 1은 E1가입자보드인 SAE1에 대응하는 방송셀에 대한 제어정보를 나타내는 것이고, 표 2는 DS3가입자보드인 SAD3에 대응하는 방송셀에 대한 제어정보를 나타내는 것이다.
Address MSB bit6 bit5 bit4 bit3 bit2 bit1 LSB
00∼03 Don't care
04 0 0 0 0 Port3 Port2 Port1 Port0
05 Port 0 VPI
06 Port 0 VPI Port 0 VCI
07 Port 0 VCI
08 Port 0 VCI 0 0 0 0
09 Port 1 VPI
0a Port 1 VPI Port 0 VCI
0b Port 1 VCI
0c Port 1 VCI 0 0 0 0
0d Port 2 VPI
0e Port 2 VPI Port 2 VCI
0f Port 2 VCI
10 Port 2 VCI 0 0 0 0
11 Port 3 VPI
12 Port 3 VPI Port 3 VCI
13 Port 3 VCI
14 Port 3 VCI 0 0 0 0
15∼1f Don't care
Address MSB bit6 bit5 bit4 bit3 bit2 bit1 LSB
00 0 0 0 0 0 Port2 Port1 Port0
01 Port 0 VPI
02 Port 0 VPI Port 0 VCI
03 Port 0 VCI
04 Port 0 VCI 0 0 0 0
05 Port 1 VPI
06 Port 1 VPI Port 1 VCI
07 Port 1 VCI
08 Port 1 VCI 0 0 0 0
09 Port 2 VPI
0a Port 2 VPI Port 2 VCI
0b Port 2 VCI
0c Port 2 VCI 0 0 0 0
0d∼0f Don't Care
전술한 바와 같은 본 발명의 동작을 도 1에 도시된 바와 같은 ATM교환시스템에 적용하여 설명하면 다음과 같다. 셀교환기능부(CSA: 110)에서 E1급 가입자들에 대한 다중화/역다중화부(D1MA: 121,122)로 전송된 셀은 방송셀인가 여부에 따라 모든 가입자보드(SAE1: 131,132)에 보내지거나 특정 가입자보드에 보내진다. 이 셀은 가입자보드(SAE1: 131,132)내에서 단순히 4포트중의 하나로 역다중화되어 전송되거나 방송셀인 경우 룩업을 이용해 제거 또는 복사되어 헤더번역이 이루어진다. 이러한 방식을 통해 방송셀에 대해 선택적인 복사와 헤더변환이 일어나게 된다. 또한 셀이 셀교환기능부(110)로부터 D3MA(DS3급 가입자들에 대한 다중화/역다중화부)로 주어질 때도 가입자보드(SAD3)내에서 3포트에 대해 위와 동일한 역다중화 또는 복사가 일어난다.
상술한 바와 같이 본 발명의 구조를 이용하여 스위치포트 하나에 여러개의 중저속 가입자들로 구성된 경우에 대해 점대 다중점 통신서비스를 용이하게 구현할 수 있다. 즉, 본 발명은 스위치에서 각 가입자포트에 대해서까지 복사를 하지 않아도 되므로, 스위치 구현시의 제약없이 종저속 가입자를 확장할 수 있는 잇점이 있다. 또한 점대점 및 점대 다중점 통신 셀들에 대해 동일하게 처리함에 따라 셀을 제어하는 로직이 카운터에 의해 순차적으로 제어되기 때문에 셀 처리시간의 변동이 없는 잇점이 있다. 이러한 셀 처리시간의 변동이 없다는 것은 ATM통신시스템의 중요 성능 평가항목인 셀 지연시간 변이를 적게 발생한다는 것을 의미한다. 그리고 또한 순차적 제어방식이므로 셀 처리용량이 정해져 있어서 시스템 성능을 정확히 알 수 있다. 그리고 점대점 셀에 대해서는 헤더변환을 하지 않으므로 대부분의 서비스가 점대점인 통신의 경우는 룩업메모리에 대한 제어가 필요없으므로 소프트웨어에 의한 제어량이 줄일 수 있는 잇점이 있다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 않되며 후술하는 특허청구의 범위뿐 만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (13)

  1. 비동기전송모드 셀을 출력하는 적어도 하나의 스위치포트를 가지는 셀교환기능부와, 다수의 가입자포트를 가지는 가입자보드를 적어도 포함하는 비동기전송모드 교환시스템의 셀 처리장치에 있어서, 상기 가입자보드내에 구성되며, 상기 스위치포트로부터의 셀을 복사하여 상기 가입자보드에 연결된 다수의 가입자포트중 적어도 하나 이상의 가입자포트를 통해 출력하는 것을 특징으로 하는 셀 처리장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 스위치포트로부터의 셀이 점대점 통신용 셀인 경우는 이를 역다중화처리하여 상기 다수의 가입자포트중 해당하는 어느 한 가입자포트로 출력하고, 상기 스위치포트로부터의 셀이 점대 다중점 통신용 셀인 경우는 이를 복사하여 상기 다수의 가입자포트중 해당하는 가입자포트들로 출력하는 것을 특징으로 하는 셀 처리장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 스위치포트로부터의 셀이 점대점 통신용 셀인지 아니면 점대 다중점 통신용 셀인지를 상기 셀에 포함된 헤더의 한 비트를 검사하여 판단하는 것을 특징으로 하는 셀 처리장치.
  4. 비동기전송모드 셀을 출력하는 적어도 하나의 스위치포트를 가지는 셀교환기능부와, 다수의 가입자포트를 가지는 가입자보드를 적어도 포함하는 비동기전송모드 교환시스템의 셀 처리장치에 있어서, 상기 각 가입자포트로의 복사여부를 결정하는 제어정보를 저장하고 있는 룩업메모리와, 상기 스위치포트로부터 셀이 출력될 시 상기 셀을 복사한 후 상기 룩업메모리에 저장되어 있는 제어정보에 관련하는 가입자포트로 출력하는 셀복사 제어부로 구성함을 특징으로 하는 셀 처리장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 룩업메모리 및 상기 셀복사 제어부는 상기 가입자보드내에 구성되는 것을 특징으로 하는 셀 처리장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 셀복사 제어부는, 상기 룩업메모리에 저장되어 있는 제어정보를 이용하여 상기 셀의 헤더를 변환하고, 이 변환된 헤더를 포함하는 셀을 상기 제어정보에 관련하는 적어도 하나 이상의 가입자포트로 출력하는 것을 특징으로 하는 셀 처리장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 셀복사 제어부는, 상기 변환된 헤더를 포함하는 셀을 출력할 시 상기 변환된 헤더와 나머지 페이로드를 분리하여 각 가입자포트로 출력하는 것을 특징으로 하는 셀 처리장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 각 가입자포트에 대응하는 다수의 가입자 출력버퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 셀 처리장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 셀복사 제어부는, 상기 변환된 헤더와 나머지 셀을 분리하여 가입자포트로 출력할 시 각 가입자포트에 대한 쓰기신호를 발생하여 해당하는 가입자 출력버퍼에 나머지의 셀이 일시적으로 저장된 후 가입자포트로 출력되도록 하는 것을 특징으로 하는 셀 처리장치.
  10. 비동기전송모드 셀을 출력하는 적어도 하나의 스위치포트를 가지는 셀교환기능부와, 다수의 가입자포트를 가지는 가입자보드를 적어도 포함하는 비동기전송모드 교환시스템의 셀 처리방법에 있어서, 상기 스위치포트로부터의 셀이 점대점 통신용 셀인지 아니면 점대 다중점 통신용 셀인지를 판단하여, 점대점 통신용 셀인 경우는 이를 역다중화처리하여 상기 다수의 가입자포트중 해당하는 어느 한 가입자포트로 출력하고, 점대 다중점 통신용 셀인 경우는 이를 복사하여 상기 다수의 가입자포트중 해당하는 적어도 하나 이상의 가입자포트들로 출력하는 것을 특징으로 하는 셀 처리방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 셀이 점대점 통신용 셀인지 아니면 점대 다중점 통신용 셀인지를 상기 셀에 포함된 헤더의 한 비트를 검사하여 판단하는 것을 특징으로 하는 셀 처리방법.
  12. 제10항에 있어서, 상기 셀이 점대 다중점 통신용 셀인 경우는 상기 셀에 포함되어 있는 헤더를 미리 저장되어 있는 제어정보에 따라 변환한 후 이 변환된 헤더를 포함하는 셀을 상기 다수의 가입자포트중 해당하는 적어도 하나 이상의 가입자포트로 출력하는 것을 특징으로 하는 셀 처리방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 셀이 점대 다중점 통신용 셀인 경우는 상기 변환된 헤더를 이용하여 상기 다수의 가입자포트중 해당하는 가입자포트를 선택하고, 이 선택된 가입자포트로 헤더가 분리된 셀을 출력하는 것을 특징으로 하는 셀 처리방법.
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