KR19980053023A

KR19980053023A - 비동기 전송모드 통신망에서의 카운터 연동에 의해 정의되는 연결별 프레임의 연결수락 제어방법

Info

Publication number: KR19980053023A
Application number: KR1019960072059A
Authority: KR
Inventors: 김덕년
Original assignee: 배순훈; 대우전자 주식회사
Priority date: 1996-12-26
Filing date: 1996-12-26
Publication date: 1998-09-25
Also published as: KR100221321B1

Abstract

본 발명은, 비동기 전송모드 통신방식의 사용자망 인터페이스(UNI; User -Network Interface)의 호(call) 및 접속(connection) 제어 규격인 Q.2931에 의해 비동기 전송모드 통신망의 각 노드에서의 지연과 지터의 시간정보가 포함된 실시간 연결별 프레임이 전송되도록 된 비동기 전송모드 통신망에서의 카운터 연동에 의해 정의되는 연결별 프레임의 연결수락 제어방법에 있어서, 착신자 노드에서 프레임의 크기가 결정되어 착신자 노드로부터 발신자 노드로 연결수락에 관한 정보가 역전송하는 과정에서 연결별 프레임이 정의됨으로써 연결수락제어시 처리지연이 감소되도록 된 비동기 전송모드 통신망에서의 카운터 연동에 의해 정의되는 연결별 프레임의 연결수락 제어방법에 관한 것으로, 비동기 전송모드 통신방식의 사용자망 인터페이스(UNI; User-Network Interface)의 호(call) 및 접속(connection) 제어 규격인 Q.2931 에 의해 일 단말로부터 상기 망에 접속된 타단말로 비동기 전송모드 통신방식에 의해 실시간 통신을 하기 위해 연결별 프레임을 사용하는 방법에 있어서, 상기 호 및 접속 제어규격인 Q.2931에 의해 소정 연결이 요구한 대역폭과 종단간 지연한계를 수용할 수 있는 노드가 선택되어 연결의 경로가 결정되는 제 1 단계와; 이 제 1 단계에서의 경로가 설정된 후 상기 설정된 경로를 거슬러 가면서 해당 연결의 프레임이 정의되는 제 2 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

비동기 전송모드 통신망에서의 카운터 연동에 의해 정의되는 연결별 프레임의 연결수락 제어방법

본 발명은 비동기 전송모드 통신망에서의 카운터 연동에 의해 정의되는 연결별 프레임의 연결수락 제어방법에 관한 것으로, 특히 비동기 전송모드 통신방식의 사용자망 인터페이스(UNI; User-Network Interface)의 호(call) 및 접속(connection) 제어 규격인 Q.2931에 의해 비동기 전송모드 통신망의 각 노드에서의 지연과 지터의 시간정보가 포함된 실시간 연결별 프레임이 전송되도록 된 비동기 전송모드 통신망에서의 카운터 연동에 의해 정의되는 연결별 프레임의 연결수락 제어방법에 있어서, 착신자 노드에서 프레임의 크기가 결정되어 착신자 노드로부터 발신자 노드로 전송하는 과정에서 연결별 프레임이 정의됨으로써 연결수락제어시 처리지연이 감소되도록 된 비동기 전송모드 통신망에서의 카운터 연동에 의해 정의되는 연결별 프레임의 연결수락 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, B-ISDN(broadband integrated service digital network)은 광대역 전송 및 교환기술을 기초로 집중 또는 이산되어 있는 가입자 및 서비스 제공자를 연결하여 폭넓은 대역 분포를 갖는 연속성의 실시간 서비스와 군집성의 데이터 서비스 등의 각종 서비스를 종합적으로 제공하는 디지탈 통신망이다.

이와 같이, 다양한 서비스가 효과적으로 처리되도록 하기 위하여 ITU-T 에서는 BISDN의 통신방식으로 비동기 전송모드 통신방식(ATM; asynchronous transfer mode)을 채택되하 있다. 상기 비동기 전송모드 통신방식은 비동기식 시분할 다중화 방식에 의한 패킷형 전달방식이고, 기존의 회선 교환방식과 패킷 교환방식의 장점에 의해 다양한 서비스를 일률적으로 처리할 수가 있다.

장래의 비동기 전송모드 통신망에서는 현재로서는 예측이 불가능할 정도로 많은 서비스가 등장할 것이고, 이는 질적으로나 양적으로나 매우 상이한 트래픽 특성을 가질 것이다. 일반적으로 상기 서비스는 수율, 지연, 지터, 손실률 등에 대해 다양한 서비스 품질 요구사항을 가지고, 또한 망에서는 상기 서비스 품질 요구사항이 보장될 수 있어야 한다. 특히, 영상, 음성 등의 실시간 서비스가 광대역 통신망의 주된 서비스로 자리잡아감에 따라 지연과 지터에 대한 요구조건이 매우 엄격해지고 있다.

실시간 서비스에서는 정보가 제한시간 이내에 전달되지 않게 되면, 손실된 것과 같은 효과를 가지게 되어 지연과 지터에 대해 요구되는 조건을 효과적으로 만족시키는 것이 상당히 중요해지고 있다. 한편, 비동기 전송모드 통신망에서는 서로 다른 연결로부터 온 셀이 스위치에서 상호 작용함에 따라 상기 셀을 적절히 제어하여 사용자에게 서비스의 품질을 보장해야 한다.

도 1은 일반적인 비동기 전송모드 통신망에 있어서 노드를 통한 호(call) 연결 상태를 나타낸 도면이다. 여기서, 상기 도면중 참조부호 i-1 내지 i+n은 비동기 전송모드 통신망 노드를 나타내고, A 내지 F는 가입자를 나타내고 있다.

상기 비동기 전송모드 통신망은 상호 연결된 노드의 모임으로 구성되고, 노드의 네트워크를 통해 근원지에서 목적지로 데이터가 전송되게 된다. 상기 도면은 데이터 전송의 개념을 나타낸 것으로, 노드는 전송로(transmission path)에 연결되어 있다. 한편, 데이터가 소정 가입자로부터 네트워크로 입력되게 되면, 데이터는 소정 노드를 통해 교환되면서 소정 목적지에 도달하게 된다.

예컨대, 데이터가 가입자(A)로부터 가입자(D)로 전송되는 경우, 먼저 노드(i-1)로 보내진 후 노드(i)와 노드(i+1) 또는 노드(i+2)를 통해 가입자(D)로 전송되게 된다.

일반적으로 큐서비스 방식은 큐에 저장되어 있는 셀간의 관계를 고려하여 셀의 전송순서를 결정하게 된다. 상기 큐서비스 방식은 망의 세가지 자원, 즉 대역폭과 지연한계 및 버퍼공간을 관리하고, 이 세가지 자원은 사용자가 요구하는 서비스의 성능 파라미터인 수율 및, 지연 손실률과 직접적인 관계에 있다. 따라서, 상기 큐서비스 방식이 효율적으로 사용되어 상기 세 자원이 유연하게 사용되게 되면, 사용자의 서비스 품질이 보장될 수 있게 된다.

또한, 상기 큐서비스 방식은 크게 작업 보존방식(work-conserving)과 비작업 보존방식(nonwork-conserving)으로 구분되는데, 상기 작업 보존방식에서는 큐에 셀이 존재하는 경우에는 서버가 결코 쉬지 않고, 상기 비작업 보존방식에서는 큐에 셀이 존재하는 경우에도 서비스하지 않을 수 있게 된다.

한편, 과거의 데이터 통신망에서는 평균지연과 평균수율이 성능의 주요 파라미터인 바, 이러한 파라미터에 대한 작업 보존방식의 연구가 대부분이었지만, 미래의 종합 통신망에서는 연속성 실시간 서비스의 성능 보장이 중요한 문제로 대두되게 되어 지연과 지터에 대한 한계값이 상당히 중요한 의미를 갖게 된다.

상기 작업 보존방식의 사용에 있어서, 커다란 문제는 트래픽이 망을 통과함에 따라 점진적으로 군집성이 발생함으로써 망 자원의 낭비가 되어 트래픽의 지터 특성이 상당히 저하되게 된다. 이와 반대로, 비작업 보존방식에서는 쉬고 있는 서버를 제대로 활용하지 못하게 되어 서버의 이용율이 감소되지만, 트래픽의 특성이 거의 대부분 유지되는 상태로 망을 통과하게 되어 작은 양의 자원에 의해 충분히 지원함으로써 종단간 지터 특성이 향상되게 된다. 따라서, 연속성의 실시간 서비스를 지원하는데 있어서 비작업 보존방식이 더욱 적합하게 된다.

최근 몇년 동안 실시간 서비스를 효과적으로 지원하기 위한 비작업 보존방식의 스케줄링 알고리듬이 많이 제안되고 있지만, 이러한 알고리듬은 실제로 비동기 전송모드 통신망에서는 지원될 수 없는 패킷 헤더를 사용하거나 프레임 구조를 채택함으로써 상당히 비효율적이게 된다. 상기 알고리듬으로는 계층적 순번(HRR; Hierarchical Round Robin) 알고리듬, 스톱-앤-고우(Stop-and-Go) 알고리듬, 지터 EDD(Earliest-Due-Date) 알고리듬, RCSP(Rate-Controlled Static Priority) 알고리듬 등이 있다.

상기 계층적 순번 알고리듬과 스톱-앤-고우 알고리듬은 모두 프레임 기법을 사용하고 있는 바, 이러한 기법의 계층적 순번 알고리듬에서는 각 연결에 대해 한 프레임 주기동안 서비스가 수행될 수 있는 셀의 수를 제한하여 셀율 지터를 보장하게 된다. 그러나, 상기 알고리듬에서 사용하는 프레임은 이웃하는 노드와 상호작용 없이 독립적으로 정의되어 셀이 노드를 통과할 때 발생하는 지연이 셀마다 변화됨으로써 종단간 지연 지터가 보장되지 않게 된다.

상기 스톱-앤-고우 알고리듬에서는 교환 노드에서 입력링크의 프레임과 출력링크의 프레임간에 일대일 대응관계가 되어 셀이 전송되게 된다. 상기와 같은 연결에 속하는 모든 셀에 거의 동일한 지연이 발생하고, 또한 종단간 지연 지터가 프레임내에서의 위치 변환에 의해서만 발생하여 상당히 작은 양에 의해 보장되게 된다.

도 2a는 종래의 스톱-앤-고우 큐 서비스방식에 있어서 입력링크(l', l'')와 연결된 출력링크(l)를 갖춘 스위칭 노드(i)를 나타낸 도면이고, 도 2b는 도 2a에 나타낸 각 링크에서의 프레임 구조를 나타낸 도면이다.

상기 두 알고리듬 모두 프레임 기법의 채택에 의해 발생하는 고유의 문제, 예컨대 지연 한계와 대역 할당 단위간의 결합(coupling) 문제가 발생하고, 이에 대한 해결책으로 두 알고리듬 모두 계층화된 프레임 구조를 채택하고 있지만, 그 구조는 조금 다르게 되어 있다.

상기 계층적 순번 알고리듬에서는 상위 준위(level)의 시간 슬롯 일부를 물려 줌으로써 하위 준위의 프레임이 정의되고, 따라서 하나의 시간 슬롯이 특정 준위의 프레임에만 속하게 되어 서비스될 셀이 선택되는 과정이 단순하게 된다. 그러나, 각 준위에서 할당할 수 있는 타임 슬롯의 수가 제한되어 여분의 대역폭이 존재하더라도 새로운 연결을 수락하지 못하는 경우가 발생할 수가 있게 된다.

그리고, 상기 스톱-앤-고우 알고리듬에서는 상위 준위의 프레임이 여러개 합산되어 하위 준위의 프레임이 구성되게 된다. 따라서, 하나의 시간 슬롯이 여러 준위의 프레임에 동시에 포함되게 되어 서비스될 셀이 선택되는 과정에서 준위단위의 정적우선순위(static priority)의 사용에 의해 준위의 수가 증가함으로써 구현의 복잡도가 증가하지만, 각각의 준위에서 여분의 대역폭이 충분히 활용되게 되어 순번 알고리듬에서 발생하는 대역폭 사용효율의 저하가 방지될 수 있게 된다.

상기 두 알고리듬 모두 계층화된 프레임 구조가 도입되어 결합 문제가 어느 정도 해결되지만, 각 준위에서의 결합 문제는 여전히 존재하게 된다.

도 3은 일반적인 패킷 통신망에서의 지연지터 제어방법을 설명하기 위한 개념도이다. 한편, EDD 알고리듬과 RCSP 알고리듬에서는 지연 지터를 보장하기 위해 스케쥴링 관련 정보가 패킷의 헤더에 실려 출력되고, 이후 그 다음 노드에서는 마감시간에 비해 어느 정도 빨리 전송되었는가에 대한 시간정보에 의해 그 시간 만큼 패킷이 지연되게 된다. 이와 갈이, 실질적으로 모든 셀이 매 노드에서 최대 지연을 겪고 출력되게 되어 종단간 지연 지터가 보장되게 된다.

현재까지의 비작업 보존 알고리듬에서는 프레임 구조를 이용하여 스케쥴링함으로써 지터를 조절하거나 패킷 헤더를 이용하여 지터 정보를 전송함으로써 각 노드에서의 지터가 조절되도록 하고 있다.

상기 계층적 순번 알고리듬과 스톱-앤-고 알고리듬에서는 프레임 기법이 채택되어 구현이 간단하지만, 결합 문제가 발생하여 대역폭 할당과 지연한계 할당 특성이 양호하지 않게 된다. 그리고, 지터 EDD 알고리듬과 RCSP 알고리듬에서는 대역폭과 지연한계의 할당을 분리할 수 있는 이점이 있지만, 매 패킷마다 스케쥴링 관련 정보를 보내 주게 되어 오버헤드가 발생하게 된다. 이는 패킷의 크기가 작은 망에서는 커다란 문제가 되게 된다.

이에 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 비동기 전송모드 통신방식의 사용자망 인터페이스(UNI; User-Network Interface)의 호(call) 및 접속(connection) 제어 규격인 Q.2931에 의해 비동기 전송모드 통신망의 각 노드에서의 지연과 지터의 시간정보가 포함된 실시간 연결별 프레임이 전송되도록 된 비동기 전송모드 통신망에서의 카운터 연동에 의해 정의되는 연결별 프레임의 연결수락 제어방법에 있어서, 착신자 노드에서 프레임의 크기가 결정되어 착신자 노드로부터 발신자 노드로 전송하는 과정에서 연결별 프레임이 정의됨으로써 연결수락제어시 처리지연이 감소되도록 된 비동기 전송모드 통신망에서의 카운터 연동에 의해 정의되는 연결별 프레임의 연결수락 제어방법에 관한 것이다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 비동기 전송모드 통신방식의 사용자망 인터페이스의 호 및 접속 제어 규격인 Q.2931 에 의해 일 단말로부터 상기 망에 접속된 타단말로 비동기 전송모드 통신방식에 의해 실시간 통신을 하기 위해 연결별 프레임을 사용하는 방법에 있어서, 상기 호 및 접속 제어규격인 Q.2931에 의해 소정 연결이 요구한 대역폭과 종단간 지연한계를 수용할 수 있는 노드가 선택되어 연결의 경로가 결정되는 제 1 단계와; 이 제 1 단계에서의 경로가 설정된 후 상기 설정된 경로를 통해 해당 연결의 프레임이 정의되는 제 2 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명은, 비동기 전송모드 통신방식의 사용자망 인터페이스(UNI; User-Network Interface)의 호(call) 및 접속(connection) 제어 규격인 Q.2931에 의해 비동기 전송모드 통신망의 각 노드에서의 지연과 지터의 시간정보가 포함된 실시간 연결별 프레임이 전송되도록 된 비동기 전송모드 통신망에서의 카운터 연동에 의해 정의되는 연결별 프레임의 연결수락 제어방법에 있어서, 착신자 노드에서 프레임의 크기가 결정되어 착신자 노드로부터 발신자 노드로 전송하는 과정에서 연결별 프레임이 정의됨으로써 연결수락제어시 처리지연이 감소되게 된다. 또한, 본 발명의 연결별 프레임에 있어서는 지터와 관련된 정보를 자체적으로 얻을 수 있기 때문에 이전 노드와 별도의 정보교환 없이도 각 노드에서 자체적으로 지터를 조절할 수 있게 된다. 따라서, 비동기 전송모드 통신망과 같이 패킷의 크기가 작고, 스케쥴링과 관련된 정보의 전송을 지원하지 않는 고속 통신망에서 지연과 지터를 조절하는데 아주 효과적으로 된다.

도 1은 일반적인 비동기 전송모드 통신망에 있어서 노드를 통한 호(call) 연결 상태를 나타낸 도면,

도 2a는 종래의 스톱-앤-고우 큐 서비스방식에 있어서 입력링크(l', l'')와 연결된 출력링크(l)를 갖춘 스위칭 노드(i)를 나타낸 도면,

도 2b는 도 2a에 나타낸 각 링크에서의 프레임 구조를 나타낸 도면,

도 3은 일반적인 패킷 통신망에서의 지연지터 제어방법을 설명하기 위한 개념도,

도 4는 일반적인 ATM 프로토콜 기준 모델을 도시한 개념도,

도 5는 일반적인 B-ISDN 호제어 프로토콜 스택을 도시한 도면,

도 6은 ATM셀의 구조 포맷을 도시한 도면,

도 7은 비동기 전송모드 통신망의 사용자망 접면(UNI)에서의 호처리관련 메시지의 흐름을 도시한 도면,

도 8은 비동기 전송모드 통신망의 사용자망 접면에서 호처리 관련 메시지의 일반적인 포맷을 도시한 도면,

도 9는 도 8에 도시된 정보 요소중 종단간 전송지연 정보요소에 대한 포맷을 도시한 도면,

도 10은 비동기 전송모드 통신망에서의 카운터 연동에 의한 지터정보 전달방법의 일례를 나타낸 도면,

도 11은 본 발명에 따른 비동기 전송모드 통신망에서의 카운터 연동에 의해 정의되는 연결별 프레임의 연결수락 제어방법에 있어서 연결별(j, j', j'') 프레임의 크기()를 나타낸 도면,

도 12는 본 발명에 따른 비동기 전송모드 통신망에서의 카운터 연동에 의해 정의되는 연결별 프레임의 연결수락 제어방법에 있어서 호처리 관련 메시지의 흐름을 도시한 도면,

도 13은 본 발명에 따른 비동기 전송모드 통신망에서의 카운터 연동에 의해 정의되는 연결별 프레임의 연결수락 제어방법에 있어서 프레임 카운터의 동작을 나타낸 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1: 발신자, 2: 네트워크,

3: 착신자, i-1∼i+n: 노드,

A∼F: 가입자.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.

먼저, 본 발명의 이해를 쉽게 하기 위하여 본 발명이 적용되는 비동기 전송모드 통신방식을 간략히 설명하면, 다음과 같다.

도 4는 ATM 프로토콜 참조모델을 도시한 개념도이다. 여기서, 상기 개념도는 관리 평면(management plane)과, 제어 평면(control plane) 및, 사용자 평면(user plane)으로 구성되고, 상기 관리 평면은 다시 계층 관리와 평면 관리로 구성되게 된다. 그리고, 평면 관리는 시스템의 전반적인 관리를 의미하고, 계층관리는 자원 및 사용 변수의 관리와 OAM 정보관리를 수행하게 된다.

또한, 제어 평면에서는 호 제어 및 접속 제어 정보를 관장하고, 사용자 평면에서는 사용자 정보의 전달을 수행하게 된다. 그리고, 제어 평면과 사용자 평면의 프로토콜은 상위 계층과, ATM 적응 계층, ATM 계층 및, 물리 계층으로 구성되고, 이들 각 계층의 기능은 다음 표 1과 같다.

[표 1]

상기 표 1에서와 같이 비동기 전송모드 통신방식은 물리 계층과, ATM 계층, ATM 적응 계층(AAL: ATM Adaptation Layer) 및, 상위 프로토콜 계층과 같이 수직적인 구조로 구성되고, AAL계층은 분할 및 재결합 부계층(SAR: Segmentation And Reassembly sublayer)과 수렴 부계층(CS : Convergence Sublayer)으로 구성되며, 물리 계층은 물리 매체(PM)와 전송 수렴(TC:Transmission Convergence) 부계층으로 구성되게 된다.

또한, 제어 평면의 3 계층(layer 3)에서 사용자망 인터페이스(UNI)는 Q.2931로 구현되어 비동기 전송모드 통신망과 사용자 간의 호(call) 및 접속(connection)이 제어되게 된다. 상기 Q.2931 은 ISDN의 계층 3 프로토콜인 Q.931을 확장한 종래의 Q.93B의 상위 규격이고, B-ISDN용 사용자-망 인터페이스(UNI) 계층 3에서 사용되면서 ITU-T에서 제안된 기본 호/연결 제어 규격(User Network Interface Layer 3 Specification for Basic Call/Connection Control)이다.

그리고, 제어 평면의 3 계층(layer 3)에서 네트워크망 인터페이스(NNI)는 B-ISUP로 구현되고, 관련 ITU-T 규격은 Q.2761∼Q.2764이다.

도 5는 일반적인 B-ISDN 호제어 프로토콜 스택을 도시한 도면이다. 먼저, 사용자망 인터페이스(UNI)에 있어서 UNI 호제어 프로토콜은 Q.2931에 의해 규정되고, 신호 AAL 계층의 서비스 지정 연결 지향 프로토콜(SAAL SSCOP: Service Specific Connection Oriented Protocol)은 Q.2130 과 Q.2110에 의해 규정되게 된다. 그리고, AAL 서비스 지정 코디네이션 기능(SSCF: Service Specific Coordination Function)은 I.363에 의해 규정되고, ATM 계층은 I.361에 의해 규정되며, 물리 계층은 I.432에 의해 각각 규정되게 된다.

다음에, 망노드 인터페이스(NNI)에서의 규격을 살펴보면, 사용자부(B-ISUP: B-ISDN User Part)는 Q.2761∼Q.2764, 메시지 전송부 3(B-MTP: B-ISDN Message Transfer Part 3)은 Q.2210, SAAL SSCOP는 Q.2140, Q.2110에 의해 각각 규정되고, AAL SSCF 계층은 I.363, ATM 계층은 I.361, 물리 계층은 I.432에 의해 각각 규정되게 된다.

이러한 프로토콜이 OSI(Open System Interconnection)의 해당 계층과 비교되게 되면, Q.2931과 Q.2761∼Q.2764는 OSI 계층 3에 해당되고, SAAL SSCOP, AAL SSCF는 OSI 계층 2에 해당되며, ATM 계층과 물리 계층은 OSI 계층 1에 해당되게 된다.

즉, 계층 3의 Q.2931의 메시지가 신호 적응 계층(Signalling AAL 5)의 SSCOP, SSCF, CPCS를 통해 48 바이트(Byte: 이하, 옥텟(Octet)이라 칭함) 길이로 세그먼테이션(segmentation)되어 ATM 계층에서 5 바이트의 헤더가 부가된 후 다수의 53 바이트의 ATM셀로 매핑되어 전송되게 된다.

도 6은 일반적인 ATM 셀의 구조 포맷을 도시한 도면이다. 여기서, 상기 포맷은 5 바이트의 헤더(header)와 48 바이트의 유료 부하(Pay- load)로 구분되게 된다. 그리고, 사용자망 인터페이스(UNI)에서 사용되는 5 바이트의 헤더 구조에 있어서 제 1 바이트는 일반 흐름 제어(GFC:Generic Flow Control)의 4 비트와 가상 경로 식별자(VPI:Virtual Path Identifier)의 4 비트로 구성되고, 제 2 바이트는 가상 경로 식별자(VPI)의 4 비트와 가상 채널 식별자(VCI:Virtual Channel Identifier)의 4 비트로 구성되게 된다.

그리고, 제 3 바이트는 가상 채널 식별자(VCI)의 8 비트로 이루어지고, 제 4 바이트는 가상 채널 식별자(VCI)의 4 비트와 유료 부하 형태(PT:Payload Type)의 3 비트 및 셀 포기 순위(CLP:Cell Loss Priority)의 1비트로 이루어지며, 제 5 바이트는 헤더 오류 제어(HEC:Header Error Control)의 8 비트로 이루어지게 된다.

도 7은 비동기 전송모드 통신망의 사용자망 인터페이스(UNI)에서의 호(call) 처리 관련 메시지의 흐름을 도시한 도면이다. 여기서, 상기 도면은 발신자(calling party: 1)와 네트워크(Network:2) 및 착신자(called party)간의 호처리 과정을 나타낸다.

먼저, 호 및 접속 제어가 수행되기 위해 가상 채널 접속(VCC: virtual channel connection)이 신호 적응 계층(Signalling ALL)을 통해 형성되어 있고, 이러한 가상 채널을 통해 호/접속 제어 메시지가 송수신되면서 유료 부하(user data) 전달을 위한 접속이 제어되게 된다. 그리고, 호/접속 제어에 사용되는 메시지는 다음 표 2와 같이 B-ISDN 호(Call)/접속 제어에 대한 메시지와, 다음 표 3과 같이 N-ISDN과 B-ISDN간의 호/접속 제어에 사용되는 메시지 및 다음 표 4와 같이 글로발 콜 레퍼런스에 사용되는 메시지가 있다.

[표 2]

[표 3]

[표 4]

도 7에 있어서, Q.2931에 따라 생성되는 상기 표 2 내지 표 4의 메시지는 신호 AAL(SAAL)의 'AAL-DATA-REQUE ST' 프리미티브를 이용하여 전송하게 된다.

한편, 발신자(1)로부터 호가 설정되도록 셋업(SETUP) 메시지가 생성된 후 할당된 시그날링 가상채널(VCI=5)을 통해 네트워크로 전달함과 동시에 타이머 T303이 스타트되게 되면, 호 초기화(Call Initiated state)의 상태가 되게 된다.

이때, 셋업 메시지에는 호 번호(Call reference)와, 호처리에 필요한 각종 정보 요소[예컨대, 착신자 번호(called part number)와, 비동기 전송모드 통신망의 사용자 셀 속도, 광대역 베어러(Bearer) 능력 및, 서비스 품질 파라미터(QoS) 등]가 포함되어 있다. 그리고, 타이머 T303에 의해 설정된 시간 동안 응답이 없게 되면 셋업 메시지가 재전송되고, 소정 횟수 반복해도 응답이 없게 되면 호처리가 중단되게 된다.

그리고, 네트워크(2)로부터 셋업 메시지가 수신된 후 유효한 접속 식별자(VPCI/VCI)가 선택되어 할당되고, 이어 착신자(3)에게 다시 셋업(SETUP) 메시지가 전송된 후 콜 프로시딩(CALL PROCEEDING) 메시지가 발신자(1)로 전송되게 된다. 이때, 발신자(1)로부터 콜 프로시딩 메시지가 입력되면 타이머 T303이 중지되고, 타이머 T310이 스타트된 후 아웃고잉 콜 프로시딩의 상태가 되게 된다.

그리고, 착신자(3)로부터 셋업 메시지가 수신된 후 콜 프로시딩(CALL PROCEEDING)과 얼러팅(ALERTING) 메시지가 네트워크(2)로 전송되고, 네트워크(2)로부터 얼러팅 메시지가 수신되게 되면 이를 발신자(1)로 전송하게 되어 콜 딜리버드(Call Delivered) 의 상태로 되게 된다. 그리고, 발신자(1)로부터 얼러팅 메시지가 수신되게 되면 타이머 T303 이나 T310이 중지되고, 콜 딜리버드의 상태가 되게 된다.

그리고, 착신자(3)로부터 접속이 허가되도록 커넥트(CONNECT) 메시지가 생성된 후 네트워크(2)로 전송되게 되면, 네트워크(2)가 이를 발신자(1)로 전송함과 더불어 커넥트 애크날리지(CONNECT ACK) 메시지를 착신자(3)측으로 전송하고, 발신자(1)로부터 커넥트 애크날리지 메시지를 수신하게 된다.

상기와 같은 호처리 과정을 통해서 발신자(1)와 착신자(2)간에는 접속 식별자(VPCI/VCI)에 의해 인가된 통신 경로(접속)가 형성되어 데이터의 송수신이 수행될 수 있게 된다.

한편, 데이터 전송이 종료되거나 전송중인 경우, 접속을 해제하기를 원하는 사용자(착신자 또는 발신자)는 릴리즈(RELEASE) 메시지를 생성함과 더불어 타이머 T 308을 스타트하여 네트워크에 접속의 해제를 요구한 후, 릴리즈 요구 상태(Release Request state)가 되고, 네트워크는 릴리즈 메시지를 수신하면 가상 채널 접속을 해제하고, 상대측에도 릴리즈 메시지를 전송하여, 이를 알리며 릴리즈 완료(RELEASE COMPLETE) 메시지를 릴리즈 요구측에 전달하고 널(NULL) 상태로 된다.

또한, 접속 해제를 요구한 사용자(발신자 또는 착신자)가 릴리즈 완료(RELEASE COMPLETE) 메시지를 수신하면, 타이머 T 308 을 중지시키고, 가상 채널, 호 번호등을 해제하고 널(NULL)상태가 된다.이때 사용자 또는 네트워크는 언제든지 상태 요구(STATUS ENQUIRY) 메시지를 생성하여 네트워크 또는 다른 사용자의 상태(status)에 대한 정보를 요구할 수 있고, 상태 요구(STATUS ENQUIRY) 메시지를 받은 사용자 또는 네트워크는 상태(STATUS) 메시지를 생성하여 자신의 상태를 알려준다.

도 8은 비동기 전송모드 통신망의 사용자망 인터페이스(UNI)에서 호처리 제어 관련 메시지의 일반적인 포맷을 도시한 도면이다. 여기서, 상단의 1,...,8 은 비트를 나타내고, 우측 변의 1,2,...9, 등은 옥텟(바이트)을 나타낸다 .

여기서, 제 1 옥텟은 프로토콜 분별자(Protocol Discriminator)로서 Q.2931은 0000,1001b이고, 제 2 옥텟의 비트 8 내지 5는 0000b 이고, 비트 4 내지 1 은 콜 레퍼런스값(Call reference value)의 길이를 옥텟 단위로 나타내며 통상 0011b 이다.

그리고, 제 3 옥텟 내지 제 5 옥텟는 콜 레퍼런스값(Call reference value)을 나타내며 특히, 제 3 옥텟의 비트 8 은 콜 레퍼런스 플래그(flag)로서 0 이면 콜 레퍼런스를 발생시키는 측(통상, 발신자측)으로부터(from) 보내지는 메시지를 나타내고, 1 이면 콜 레퍼런스를 발생시키는 측(통상, 발신자)으로(to) 보내지는 메시지를 나타낸다. 그리고, 콜 레퍼런스 값이 모두 0b 이면 글로발 콜 레퍼런스(global call reference)를 나타내고, 모두 1b 이면 반 영구 채널 접속(SPC: Semi-Permanen Virtal Channel Connection)을 위한 더미 콜 레퍼런스(dummy call reference)를 나낸다.

그리고, 제 6 옥 및 제 7 옥텟은 메시지 타입(Message Type)관련 정보를 나타내, 제 6 옥텟 값에 따라 메시지가 다음 표 5와 같이 구분된다.

[표 5]

또한, 메시지 타입(Message Type) 관련 정보를 나타내는 제 7 옥텟의 비트 8 은 확장자로서 통상 1b 이고, 비트 7 과 6 은 스페어(spare)로서 00b 이며, 비트 5 는 메시지 타입 플래그(Flag)로서 0b이면 메시지 명령 필드(Message instruction field)가 중요하지 않다는 것을 나타내고, 1b 이면 명백한 명령(explicit instruction)이 뒤따른다.

그리고, 비트 4 와 비트 3 은 각각 0b 으로 스페어이고, 비트 2 와 비트 1 은 메시지 액션 표시자(Message Action Indicator)로서, 00b 이면 호 해제(Clear call)를 나타내고, 01b 은 포기 및 무시(Discard and ignore)를 나타내고, 10b 은 포기 및 상태 보고(Discard and report status)를 나타내고, 11b은 유보(Reserved)를 나타낸다.

또한, 제 8 옥텟 및 제 9 옥텟은 메시지 길이(Message length)를 나타내며 최대 64K(2¹⁶) 옥텟의 길이를 가질 수 있고, 제 10 옥텟(etc)부터는 가변 길이의 정보 요소(IE:Information Element)가 뒤따른다.

도 9는 도 8에 도시된 정보요소(IE)중 종단간 전송지연 정보요소의 포맷을 도시한 도면이다. 여기서, 상단의 1,...,8은 비트를 나타내고, 우측변의 1, 2, 3, 4. 5, 5.1, 5.2, 6, 6.1, 6.2 etc는 옥텟(바이트)을 나타낸다.

도 9에 있어서, 제 1 옥텟은 정보 요소 식별자(Information element identifier)로서, 그 값에 따라 다음 표 6과 같이 정보 요소가 구분되는데, 본 발명은 수신된 종단간 전송 지연 정보요소(EETD IE)를 검출하기 위한 것이므로 제 1 옥텟의 정보요소 식별자(IE Id.)가 01000010b 인지, 즉 종단간 전송 지연 정보요소 식별자(EETD IE Id.) 인지를 확인하게 된다.

상기 종단간 전송 지연 정보요소(EETD IE)는 호를 기준으로하여 받아들일 수 있는 명목상의 최대 종단간 전송 지연(MEETD: Maximum End-to-End Transit Delay)을 나타내는 것이고, 또한 가상 채널 접속에 의해 실제적으로 발생된 누적 전송 지연(CTD: Cumulative Transit Delay)을 나타내는 것이다.

상기 전송지연(Transit delay)은 발신자와 착신자 사이, 즉 사용자 평면에서의 데이터 전송 단계 동안에 전송된 사용자 데이터의 종단간 한방향 전송 지연을 의미하고, 전송 지연에는 단말 사용자 시스템에서의 전체 처리 시간, 예컨대 처리시간, AAL 처리지연, ATM 셀 결합지연 등과, 망 전송지연, 예컨대 전달지연, ATM 계층 전송지연 등이 포함된다.

그리고, 셋업 메시지내의 발신자에 의해 지시된 누적 전송 지연값(CTDV: Cumulative Transit Delay Value)은 발신자로부터 망 경계까지의 누적 전송 지연(CTD: Cumulative Transit Delay)을 포함한다.

또한, 최대 종단간 전송 지연값(MEETDV: Maximum End-to-End Transit Delay Value)은 호를 위해 종단 전송 지연을 요구하는 발신자에 의해 지시되는 것이다.

[표 6]

또한, 제 2 옥텟에서 비트 8은 확장자(ext)로서 1b 이고, 비트 7 및 6은 코딩 표준(Coding Standard)이고, 비트 5 내지 1은 정보 요소 명령 필드(IE Instruction Field)이다.

여기서, 상기 코딩 표준을 살펴 보면, 제 2 옥텟의 비트 7 및 6에 따라 네가지로 분류되는데, 00b 일 경우에는 ITU-T 표준, 01b 일 경우에는 `ISO/IEC 표준, 10b 일 경우에는 내쇼날 표준, 11b 일 경우에는 정의된 표준을 나타낸다.

상기 정보 요소 명령 필드 중에서 비트 5는 플래그로서, 0b 는 정보 요소 명령 필드가 중요하지 않다는 것을 의미하며, 1b 는 명백한 명령이 뒤따른다는 것을 의미한다.

상기 정보 요소 명령 필드 중에서 비트 4는 유보(Reserved) 비트로서, 요구에 따라 전송(pass along request)을 지시하는데 사용된다.

또한, 상기 정보 요소 명령 필드 중에서 비트 3 내지 비트 1은 정보 요소 액션 지시자(IE Action Indicator)로서 예컨데, 000b 이면 호 해제(Clear call)를 나타내고, 001b 이면 정보 요소 포기 및 처리(Discard and Proceed), 010b 이면 정보 요소 메시지 포기, 처리 및 상태 보고(Discard, Proceed and Report Status), 101b 이면 포기 및 무시(Discard and Ignore), 110b이면 메시지 포기 및 상태 보고(Discard message, and report status)를 나타낸다.

제 3 옥텟 및 제 4 옥텟은 종단간 전송 지연 내용의 길이(L : Length of the End-to End Transit Delay contents)를 나타낸다.

제 5 옥텟은 누적 전송 지연 식별자(CTDI: Cumulative Transit Delay Identifier)를 나타내는 것으로, 그 비트값은 00000001b 이고, 제 5.1 옥텟과 제 5.2 옥텟은 누적 전송 지연값(CTDV: Cumulative Transit Delay Value)을 나타낸다. 이때, 누적 전송 지연값(CTDV)은 총 16 비트를 차지하는데, 제 5.1 옥텟의 비트 8은 최상위 비트이고, 제 5.2 옥텟의 비트 1은 최하위 비트이다.

제 6 옥텟은 최대 종단간 전송 지연 식별자(MEETI: Maximum End-To-End Transit Delay Identifier)를 나타내는 것으로, 그 비트값은 00000011b 이고, 제 6.1 옥텟과 제 6.2 옥텟은 최대 종단간 전송 지연값(MEETDV: Maximum End-to-End Transit Delay Value)을 나타낸다. 이때, 최대 종단간 전송 지연값(MEETDV)은 총 16 비트를 차지하는데, 제 6.1 옥텟의 비트 8은 최상위 비트이고, 제 6.2 옥텟의 비트 1은 최하위 비트이다.

먼저, 종단간 지연과 지터가 효과적으로 보장될 수 있는 방법, 예컨대 지터 조절 서비스 방식에 대해 간략적으로 살펴 본 후 제안 알고리듬에 대해 구체적으로 살펴보도록 한다.

상기 지터 조절 서비스 방식에서는 서버를 개념적으로 두가지 구성요소, 예컨대 지터 조절기와 스케쥴러로 분리하는데, 상기 지터 조절기에서는 망내에서 발생한 트래픽의 왜곡을 보상하고, 상기 스케쥴러에서는 왜곡 보상된 셀 사이에서 서비스 순서를 결정하게 된다. 이러한 기능상의 분리를 통해 지연 한계가 대역폭에 관계없이 유연하게 할당될 수 있고, 종단간 지터 특성이 크게 개선될 수 있게 된다.

그리고, 트래픽의 왜곡이 보상될 수 있도록 매 노드에서 트래픽이 부분적으로 또는 전체적으로 재구성되게 되면, 원래의 트래픽 특성이 크게 왜곡되지 않은 상태로 망을 통과하게 된다. 따라서, 소요 버퍼공간이 줄어들게 되어 망의 자원을 절약할 수 있고, 또한 전송되는 트래픽의 지터 특성이 양호하게 되어 수신측에서 지터 보상 처리의 부담이 감소하게 된다.

그리고, 트래픽의 특성을 재구성하는 경우 도착되는 셀에 대해 그 셀의 적격시간(ET; Eligible Time)을 계산하여 그 시간이 될 때까지 도착 셀을 지터 조절기에 임시 저장한 후 적격시간이 되는 순간에 스케쥴러로 출력하게 된다. 즉, 셀이 도착하자 마자 스케쥴되는 것이 아니라 그 셀의 적격시간까지는 마치 셀이 도착되지 않은 것처럼 간주하는 것이다.

상기 지터 조절기는 적격시간을 계산하는 방법에 의해 셀율 지터 조절기와 지연 지터 조절기로 분리되는데, 상기 셀율 지터 조절기는 이전 셀로부터의 간격을 토대로 적격시간을 정의하지만, 상기 지연 지터 조절기는 이전 노드에서의 마감시간을 기초로 적격시간을 계산하여 트래픽을 완전히 재구성하게 된다.

한편, 스케쥴러에서는 지연 요구사항에 의해 서비스 순서가 결정되어 각각의 셀이 지연한계내에서 서비스를 수행되도록 하고, 스케쥴링 방법으로는 크게 선입선출(FCFS) 방식과 고정우선순위(static priority) 방식 및 동적우선순위(dynamic priority) 방식으로 분류되게 된다.

상기 선입선출 방식은 가장 구현이 간단하지만, 트래픽의 종류에 관계없이 하나의 지연한계만이 제공되게 되어 트래픽의 특성이 다양한 망에서는 사용하기 어렵고, 고정우선순위 방식은 트래픽을 여러 등급으로 나눈 후 고정된 우선순위로 서비스하여 각 등급에 대한 지연한계를 제공하게 된다. 그러나, 망의 상태에 관계없이 항상 고정된 우선순위가 사용되게 되어 얻을 수 있는 효율에는 한계가 있게 된다.

그리고, 상기 동적우선순위 방식에서는 셀단위로 우선순위를 부여한 다음 가장 높은 우선순위부터 서비스를 제공하게 된다. 이러한 방법은 가장 효율이 양호하지만, 가장 높은 우선순위의 셀이 선택되기 위해 큐에 있는 모든 셀을 분류(sorting)해야 하는 번거러움이 발생하게 된다.

통상 비작업 보존방식 알고리듬은 모두 지터 조절 서비스 방식에 의해 해석될 수 있고, 기존의 비작업 보존방식 알고리듬에서 채택하고 있는 지터 조절기와 스케쥴러를 열거하면 다음 표 7에 나타낸 것과 같다.

[표 7]

일반적으로, 기존의 지터조절 서비스 방식은 지터를 조절하는 방법에 의해 크게 두가지로 구분되는 바, 이중 하나는 패킷 헤더의 한 구간을 사용하여 스케쥴링에 관련된 정보를 다음 노드로 전달함으로써 지터를 조절하는 방식이고, 다른 하나는 프레임 기법에 의해 셀이 프레임 단위로 전송 및 교환됨으로써 지터가 조절되는 방식이다.

한편, ATM셀 헤더에는 스케쥴링 관련 정보를 실어 전송할 여분의 구간이 없기 때문에 첫번째 방식은 비동기 전송모드 통신망에 적용시킬 수가 없고, 두번째 방식은 비동기 전송모드 통신망에서 사용할 수는 있으나 여러 문제점이 있다. 더욱이, 프레임 기법의 채택에 의해 수반되는 고유 문제인 지연한계와 대역폭 할당 단위간의 결합(coupling) 특성에 의해 효율성이 저하되고, 계층화된 프레임 기법이 사용되게 되면 상기 문제가 어느 정도 완화될 수 있지만 여전히 해결이 어려운 문제이다.

이후, 비동기 전송모드 통신망에서의 카운터 연동에 의해 지터정보 전달방법을 설명한 후 단일 카운터에 의한 지터정보 전달방법을 설명하도록 한다. 먼저, 비동기 전송모드 통신망에서의 카운터 연동에 의해 지터정보 전달방법은 각 연결마다 카운터가 사용되면서 개별의 프레임이 정의되어 사용됨으로써 프레임 기법 고유의 단점이 극복되고, 이와 함께 연결 수락시에 이웃하는 노드간에 각 프레임의 경계가 상호 일치하도록 되어 스케쥴링 관련 정보를 자체적으로 인지할 수 있게 한다.

따라서, 카운터 연동에 의한 지터정보 전달방법에 의해 지터가 조절되도록 하기 위해서는 망내의 노드(i)에서는 이웃하는 셀간의 관계에 상관없이 이전 노드(i-1)와의 상호작용을 통해 셀의 적격시간이 정의되게 된다. 즉, 셀이 이전 노드(i-1)에서 허용 가능한 최대 지연, 예컨대 프레임의 크기를 겪은 것처럼 적격 시간을 정의하는 것이다. 그리고, 소스 노드 이후의 노드에 대해 연결 j에 있는 셀(k)의 적격 시간()은 다음의 수학식 1에 정의되어 있다(여기서, i = 1, 2, …, N).

[수학식 1]

여기서, τ_i는 이전 노드(i-1)와 노드(i) 사이의 전송지연(propagation delay)을 나타내고,는 연결 j의 프레임 크기를 나타낸다. 상기 수학식 1은 노드(i)에 k 번째로 도착하는 셀의 적격 시간이 그 셀의 이전 노드(i-1)에 의해 결정됨을 나타내고 있다. 이는 이전 노드(i-1)가 k 번째 셀의 적격 시간정보를 노드(i)로 출력해야 함을 의미하고, 기존의 방법에서는 상기 정보를 k 번째 셀의 헤더에 실어 출력하도록 되어 있다.

그러나, 상기 카운터 연동에 의해 지터정보 전달방법은 상기 정보를 매번 보낼 필요없이 셀이 노드에 도착하는 순간 자체적으로 알 수 있도록 되어 있다. 즉, 연결 j에 대해의 관계가 성립되도록 연결별(per-session) 카운터(C_i,j)를 동작시켜 셀이 도착하는 순간()에 카운터의 값이 독출되어 바로 알 수 있도록 되어 있다. 따라서, 연결당 하나의 카운터만이 이용되어 해당 연결의 모든 셀에 대한 가상 도착시간을 알 수 있게 됨으로써 효과적으로 지연 지터가 조절될 수 있게 된다.

따라서, 각 노드에는 연결별(per-session)로 하나의 카운터가 있고, 각 카운터는 슬롯 단위로 카운트하여 개별 프레임을 정의하게 된다. 상기 카운터는 매 슬롯마다 카운터 값을 1 씩 감소시키고, 카운터의 값이 0 이 되는 순간 다시 프레임의 크기값에 의해 초기화되게 된다. 그리고, 상기 카운터는 이웃하는 노드간의 전송 지연을 정확하게 반영하여 연동시키게 된다. 즉, 이전 노드(i-1)에서 카운터의 값이 c일 때 출발한 셀이 노드(i)에 도착하게 되면, 순간 노드(i)의 카운터의 값도 c가 되도록 연동되는데, 이는 연결 수락시에 이웃하는 노드에 있는 카운터의 동작을 동기시킴으로써 가능하게 된다.

상기 카운터의 값은 두가지 의미를 갖는데, 먼저 스케쥴러에 있는 셀에 대해서는 마감시간까지 남아 있는 시간을 의미하고, 지터 조절기에 있는 셀에 대해서는 적격 시간까지 남아 있는 시간을 의미하게 된다. 이후, 상기 카운터의 값이 0 이 되는 시점이 바로 스케쥴러에 있는 셀의 서비스 마감시간이 됨에 따라 스케쥴러에 있는 셀은 카운터가 0 이 되기 이전에 서비스가 수행되어야 한다.

예컨대, 카운터의 값이 3 일 때 서비스가 수행된 경우 그 셀은 마감시간 3 슬롯 이전에 서비스를 받은 것이 되고, 그 셀이 그 다음 노드에 도착하게 되면 그 때의 카운터의 값이 3 으로 되어 셀은 3 슬롯 동안 지터 조절기에 저장되게 된다. 상기 지터 조절기에서 3 슬롯 동안 저장된 후 스케쥴러로 출력되게 되면, 이전 노드에서 마감시간에 서비스를 받고 이번 노드의 스케쥴러에 도달한 것과 동일하게 된다.

도 10은 비동기 전송모드 통신망에서의 카운터 연동에 의한 지터정보 전달방법의 일례를 나타낸 도면으로, 여기서 전송되는 프레임의 크기는 10 인 경우를 예로서 나타내고 있다. 그리고, 상기 도 10에 도시된 바와 같이, 소정 셀이 이전 노드에서 언제 서비스를 받았는지에 상관없이 그 다음 노드의 스케쥴러로 입력되는 시점이 항상 일정하게 되어 모든 셀이 노드에서 최대 지연을 겪은 후 서비스가 수행됨으로써 지연 지터가 완전히 제거되게 된다.

한편, 상기 카운터 연동에 의해 지터정보 전달방법에서는 비동기 전송모드 통신망과 같이 패킷의 크기가 작고, 스케쥴링과 관련된 정보의 전송을 지원하지 않는 고속 통신망에서 지터를 조절하는데 효과적으로 적용될 수가 있지만, 연결 수락시에 한번 연동시킨 카운터의 동작에 전적으로 의존되게 되어 전송지연이 일정한 동기망에서만 사용 가능하게 된다.

상기한 바와 같이, 비동기 전송모드 통신망에서의 카운터 연동에 의한 지터정보 전달방법에서는 연결별 프레임을 사용하여 셀을 서비스하고, 모든 연결의 연결별 프레임을 정의하기 위해 연결마다 별도의 프레임 카운터를 동작시켜야 한다. 따라서, 각 노드에서는 연결별 프레임을 위해 연결별로 카운터가 1 개씩 존재하고, 각각의 카운터는 슬롯단위로 카운트하여 개별 프레임을 정의하게 된다.

상기 카운터는 매 슬롯마다 카운터의 값을 1 씩 감소시킨 후 카운터의 값이 0이 되는 순간 다시 프레임의 크기값으로 초기화시키게 된다. 그리고, 상기 카운터의 동작은 이웃하는 노드간의 전송지연을 정확하게 반영하여 연동시키게 되는데, 이러한 연동작용으로는 상기 프레임 카운터의 노드(i-1)에서의 카운터 값이 c 일때 출발한 셀이 노드(i)에 도착한 순간의 카운터 값도 c 가 되도록 연동시키게 된다. 이는 연결 수락시에 프레임 카운터에 관한 정보를 이웃하는 노드로 보내주어 프레임 카운터의 동작을 동기시킴으로써 가능하게 된다.

도 11은 본 발명에 따른 비동기 전송모드 통신망에서의 카운터 연동에 의해 정의되는 연결별 프레임의 연결수락 제어방법에 있어서 연결별(j, j', j'') 프레임의 크기()를 나타낸 도면이다. 여기서, 각 연결별(j, j', j'') 프레임의 크기()는 각각의 정의에 의해 다르게 된다.

도 12는 본 발명에 따른 비동기 전송모드 통신망에서의 카운터 연동에 의해 정의되는 연결별 프레임의 연결수락 제어방법에 있어서 호처리 관련 메시지의 흐름을 도시한 도면이다.

한편, 비동기 전송모드 통신방식의 사용자망 인터페이스(UNI; User-Network Interface)의 호(call) 및 접속(connection) 제어 규격인 Q.2931 에 의해 일 단말로부터 상기 망에 접속된 타단말로 비동기 전송모드 통신방식에 의해 실시간 통신을 하기 위해 연결별 프레임을 사용하는 방법은 다음과 같다.

먼저, 제 1 단계에서는 상기 호 및 접속 제어규격인 Q.2931에 의해 소정 연결이 요구한 대역폭과 종단간 지연한계를 수용할 수 있는 노드가 선택되어 연결의 경로가 결정되고, 제 2 단계에서는 상기 제 1 단계에서의 경로가 설정된 후 상기 설정된 경로를 통해 해당 연결의 프레임이 정의되게 된다.

한편, 비동기 전송모드 통신망에서 연결별 프레임을 사용하여 셀을 서비스하는 경우, 소정 연결 j 에 대해 설정요구가 들어오게 되면, 통상의 연결수락제어 과정 후에 연결별 프레임을 정의하여 연결을 위한 프레임을 정의하도록 하고 있다. 따라서, 일반적인 비실시간 연결에 대해서는 기존의 방법에 연결수락제어를 수행하고, 실시간 연결, 예컨대 지연과 지터에 대해 엄격한 서비스 품질(QOS)을 요구하는 실시간 연결에 대해서는 연결별 프레임을 정의하여 각 노드에서의 전송지연 시간정보를 전송할 수 있게 된다.

이후, 소정 발신자로부터 연결설정 요구가 들어오는 경우 다음과 같은 연결수락 제어방법에 의해 동작하게 된다. 먼저, 경로배정(Routing) 방법에 의해 착신자까지의 경로가 설정되게 되면, 통상 연결이 요구한 대역폭을 허용할 수 있는 노드가 선택되게 된다.

이때, 착신자까지의 경로상에서 적어도 1 개 이상의 노드에서 연결이 요구한 대역폭을 허용할 수 없게 되면, 해당 연결의 연결수락 요구는 받아들여지지 않게 된다. 또한, 경로상의 각 노드에서 연결이 요구한 대역폭을 허용하게 되면, 그 대역폭에 대해 할당 가능한 지연한계가 계산되어 목적지 노드로 보내지게 된다. 여기서, 각 노드에서는 대역폭 가용여부 검사(bandwidth availability test)와 더불어 스케쥴 가능여부 검사(schedulability test)를 수행하게 되는데, 이러한 검사는 스케쥴 포화상태를 검출하기 위해 수행되게 된다. 상기 포화상태는 대역폭이 초과되지 않은 상태인 경우에도 발생하기 때문이다.

한편, 착신자 노드에서는 각각의 노드에서 보장할 수 있는 지연한계를 합산하여 사용자가 요구한 종단간 지연한계와 비교함으로써 소정 연결이 설정될 수 있는지를 판단할 수 있게 된다. 이때, 상기 소정 연결이 설정 가능한 것으로 판단되게 되면, 상기 연결을 위한 여러가지 파라미터, 예컨대 각 노드에서의 지연한계의 값이 결정되게 된다. 이후, 결정된 값을 경로상의 모든 노드에게 알려줌으로써 해당 연결에 대해 연결설정 요구가 받아들여졌음을 알려주게 된다.

한편, 본 실시예에 있어서 비동기 전송모드 통신망에서의 카운터 연동에 의해 정의되는 연결별 프레임의 연결수락 제어방법은 크게 2 단계로 구성되는데, 첫번째 단계가 기존의 연결수락제어 과정에 해당하는 것으로 경로배정 알고리듬에 의한 경로설정이고, 이 과정에서 연결이 요구한 대역폭과 종단간 지연한계를 모두 수용할 수 있는 노드가 선택되어 연결의 경로가 결정되게 된다.

그리고, 두번째 단계는 상기 경로가 설정된 후에 수행되는 것으로 설정된 경로를 따라 해당 연결의 프레임을 정의하는데, 이를 위해 각 노드에서는 경로상 다음 노드와의 전송지연을 정확하게 반영하여 프레임 카운터의 동작을 연동시키게 된다. 또한, 각 노드에서는 연결의 프레임을 정의하기 위해 프레임 카운터를 동작시킴과 동시에 프레임 크기와 프레임 카운터의 초기값 정보를 이전 노드로 보내게 된다.

상기 프레임의 초기값 정보는 셀이 보내지는 순간의 노드의 프레임 카운터 값이고, 이후 이전 노드에서 그 셀을 받게 되면 초기값 정보와 전송지연을 고려하여 노드의 프레임 카운터를 초기화시키게 된다.

한편, 소정 노드 i에서 소정 연결 j의 프레임 시작시간을, 노드 i+1에서 상기 연결 j의 프레임 시작시간을라고 하면, 다음의 수학식 2가 성립하게 된다.

[수학식 2]

여기서,는 노드 i와 노드 i+1 사이의 전송지연을 나타내고,는 노드 i에서 보낸 셀이 노드 i+1에 도착했을 때 슬롯의 경계 불일치에 의해 발생하는 지연을 나타내는데, 이는를 만족하게 된다.

예컨대, 소정 노드 i+1에서 프레임 카운터의 값이 c 일 때 셀을 전송하게 되면 그 셀은 시간에 노드 i에 도달하게 된다. 따라서, 상기 관계식으로부터 노드 i에서의 프레임 경계를 노드 i+1에서의 프레임 경계와 일치시키기 위해서는 노드 I에서 셀 도착후 최초의 슬롯인 시간에서 카운터를으로 초기화시켜야 한다.

이후, 상기 카운터의 시간()과 카운터의 시간()은 다음의 수학식 3과 같이 계산되게 된다.

[수학식 3]

이와 같은 방식으로 상기 프레임 카운터가 초기화된 다음부터는 매 슬롯마다 1 씩 감소시키고, 이후 카운터의 값이 0 이 되는 순간 다시 프레임의 크기()로 초기화되게 된다.

이와 같은 과정에 의해 상기 프레임 카운터의 값이 매 노드를 통해 목적지 노드까지 이르게 되면, 그 연결을 위한 프레임이 이웃하는 노드 사이에서 완전히 정의되게 된다. 이후, 다시 상기 프레임 카운터의 값이 소스 노드로 되돌아 온 후 해당 연결의 프레임이 완전히 정의되었음을 알려주게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 비동기 전송모드 통신방식의 사용자망 인터페이스(UNI; User-Network Interface)의 호(call) 및 접속(connection) 제어 규격인 Q.2931에 의해 비동기 전송모드 통신망의 각 노드에서의 지연과 지터의 시간정보가 포함된 실시간 연결별 프레임이 전송되도록 된 비동기 전송모드 통신망에서의 카운터 연동에 의해 정의되는 연결별 프레임의 연결수락 제어방법에 있어서, 착신자 노드에서 프레임의 크기가 결정되어 착신자 노드로부터 발신자 노드로 전송하는 과정에서 연결별 프레임이 정의됨으로써 연결수락제어시 처리지연이 감소되게 된다. 또한, 본 발명의 연결별 프레임에 있어서는 지터와 관련된 정보를 자체적으로 얻을 수 있기 때문에 이전 노드와 별도의 정보교환 없이도 각 노드에서 자체적으로 지터를 조절할 수 있게 된다. 따라서, 비동기 전송모드 통신망과 같이 패킷의 크기가 작고, 스케쥴링과 관련된 정보의 전송을 지원하지 않는 고속 통신망에서 지연과 지터를 조절하는데 아주 효과적으로 된다.

Claims

비동기 전송모드 통신방식의 사용자망 인터페이스(UNI; User-Network Interface)의 호(call) 및 접속(connection) 제어 규격인 Q.2931 에 의해 일 단말로부터 상기 망에 접속된 타단말로 비동기 전송모드 통신방식에 의해 실시간 통신을 하기 위해 연결별 프레임을 사용하는 방법에 있어서,

상기 호 및 접속 제어규격인 Q.2931에 의해 소정 연결이 요구한 대역폭과 종단간 지연한계를 수용할 수 있는 노드가 선택되어 연결의 경로가 결정되는 제 1 단계와;

이 제 1 단계에서의 경로가 설정된 후 상기 설정된 경로를 통해 해당 연결의 프레임이 정의되는 제 2 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 비동기 전송모드 통신망에서의 카운터 연동에 의해 정의되는 연결별 프레임의 연결수락 제어방법.
제 1 항에 있어서, 상기 제 2 단계는 각 노드에서 경로상 다음 노드와의 전송지연을 정확하게 반영하여 프레임 카운터의 동작을 연동시키는 제 2-1 단계와;

이 제 2-1 단계에서의 카운터의 연동 후 각 노드에서의 연결의 프레임을 정의하기 위해 프레임 카운터를 동작시키면서 프레임 크기()와 프레임 카운터의 초기값 정보를 이전 노드로 전송하는 제 2-2 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 비동기 전송모드 통신망에서의 카운터 연동에 의해 정의되는 연결별 프레임의 연결수락 제어방법.
제 2 항에 있어서, 상기 소정 연결 j에서의 소정 셀이 소정 노드 i+1에서의 프레임 카운터의 값이 c 일 때 전송시 소정 노드 i에서의 상기 셀의 도착시간은이 되도록 설정하는 것을 특징으로 하는 비동기 전송모드 통신망에서의 카운터 연동에 의해 정의되는 연결별 프레임의 연결수락 제어방법.
제 3 항에 있어서, 상기 노드 i에서의 프레임 경계가 상기 노드 i+1에서의 프레임 경계와 일치되도록 하기 위해 상기 노드 I에서 시간에 카운터를으로 초기화하는 것을 특징으로 하는 비동기 전송모드 통신망에서의 카운터 연동에 의해 정의되는 연결별 프레임의 연결수락 제어방법.
제 4 항에 있어서, 상기 프레임 카운터의 값이 초기화된 후 매 슬롯마다 1 씩 감소하다가 0 이 되는 순간에 다시 프레임 크기()로 초기화되는 것을 특징으로 하는 비동기 전송모드 통신망에서의 카운터 연동에 의해 정의되는 연결별 프레임의 연결수락 제어방법.
제 1 항에 있어서, 다음 노드로 보내지는 상기 초기화의 값은 소정 노드에서 소정 셀이 보내지는 순간의 프레임 카운터의 값인 것을 특징으로 하는 비동기 전송모드 통신망에서의 카운터 연동에 의해 정의되는 연결별 프레임의 연결수락 제어방법.