KR19980702345A

KR19980702345A - 안정적인 ａｔｍ 마이크로파 링크 및 네트워크

Info

Publication number: KR19980702345A
Application number: KR1019970705742A
Authority: KR
Inventors: 엘리저 패스터넥; 기드온 벤-에프레임
Original assignee: 에버레트 마이클 티.; 네트로 코퍼레이션
Priority date: 1995-02-13
Filing date: 1996-02-13
Publication date: 1998-07-15
Also published as: US5648969A; CA2212799C; EP0809896A1; IL117118A; EP0809896A4; AU5169196A; CA2212799A1; WO1996025806A1; KR100405576B1; JPH11500283A; IL117118A0

Abstract

본 발명은 ATM 또는 같은 셀들을 위한 입력 회로(110), 검출된 에러가 특정 셀 또는 셀 그룹을 식별할 수 있도록 최소한의 에러 검사 비트(112)를 가지고 상기 입력 회로가 수신한 입력 셀들을 캡슐봉입하는 처리 회로, 무선 링크를 통해 상기 캡슐봉입된 셀들은 전송하는 디지털 전송 회로(도 12), 상기 디지털 무선 회로의 반대측에서 캡슐봉입된 셀들을 수신하는 수신 회로(도 12), 상기 수신 회로와 연결된 셀 캡슐봉입 해제 및 에러 검출 회로(116) 및 디지털 액세스 회로(AU)로 상기 캡슐봉입 해제 회로를 연결하는 셀 출력 회로를 포함하는 디지털 음성 또는 데이터 신호를 전송하기에 적합한 디지털 무선 링크에 관한 것이다.

Description

안정적인 ＡＴＭ 마이크로파 링크 및 네트워크

셀-베이스 패킷 교환 네트워크는 점차 광범위하게 사용되고 있다. 동기 및 비동기 정보의 효과적인 믹싱이 가능하기 때문에 현재의 디지털 네트워크에서 정보 패킷의 작은(즉 짧은) 이용이 적절하여 디지털 음성, LAN 데이터 및 영상의 비용 효과적인 전송을 제공한다. 더욱이 셀로 알려져 있는 짧은 패킷은 집적회로에 의해 스위치될 수 있으며, 광대역 파이버 광 네트워크내에서 빠르고 경제적인 스위치를 가능하게 해 준다. 이러한 개념은 전기통신 분야에서는 비동기 전송 모드(ATM)으로 알려져 있다. ATM 네트워크는 상업적으로 사용가능하다. ITU 및 ATM 포럼을 포함한 여러 국제 기구들에 의한 ATM 프로토콜이 만들어져 왔다. ATM 네트워크는 전송용 파이버 광 링크 사용을 가정하여 특정된다. 파이버 광 링크의 매우 낮은 비트에러율로 인해 ATM 네트워크는 셀들의 지점간 운반을 보장하는 추가의 간접 서비스를 제공하지 않는다. 셀들은 이 네트워크를 통해 경로가 설정되지만, 에러가 발생하면(또는 버퍼가 오퍼플로우 되면), 셀들이 버려지게 될 수 도 있다. 최고의 작용(best effort) 셀 운반의 단순함이 빠르고 비용 효과적인 네트워크결과를 가져온다.

일반적인 파이버 네트워크는 상호연결되는 ATM 스위치와 링크되는 비교적 긴 파이버로 구성되어 있다. 이러한 스위치들은 파이버 광에의해 사무실 건물 및 집 등의 사용자 사이트와 연결되기도 한다. 이 사용자의 건물에는 네트워크 액세스 노드가 있어서 상기 네트워크상에서 전송을 위한 ATM 셀로 이용자의 정보를 결합하고 변환한다.

파이버 광 링크가 비록 지상에서 적절한 매체이긴 하지만, 항상 사용가능한 것은 아니다. 도시에서의 각종 규제, 설치 비용, 긴 설치 시간 및 지역의 통행권 문제등이 파이버 광 링크를 설치하는데 방해가 되는 것들이다. 일부 도시에서 파이버 광 링크가 설치되어 있는데, 바이패스를 원하는 서비스 공급자들에 의해 독점되어 있다.

디지털 마이크로파 무선 링크는 네트워크 액세스 노드와 ATM 스위치간의 선택적인 파이버 광 링크를 제공할 수 있다. 상업 통신에는 약 300㎒ 내지 60㎓ 범위내의 주파수 대역폭이 할당되어 왔다. 밀리미터파 영역내의 일부 마이크로파 링크들은 허가가 없거나 또는 정부의 규제에 의해 낮은 사용료로 허가되었다. 따라서 마이크로파 무선 링크는 전기통신 링크의 빠른 발전에 비용효과적이고 적절한 해결책이 되었다. 그러나 이러한 마이크로파 무선 링크에는 단점이 있다. 디지털 마이크로파 무선 통신은 비트 에러를 일으키기 쉬운데, 특히 비가오는 날씨에서의 페이딩 상태등이 그것이다. 포워드 에러보정, 감소 및 재전송 프로토콜 구조등의 몇가지들이 마이크로파 무선의 실행을 향상시키기 위해 고안되어 왔다. 이러한 접근에서의 문제점은 이것들이 ATM 트래픽에 직접적으로 적용되지 않는다는 것이다. 재전송은 도입부분의 지연으로 인하여 채용되지 않는다. 포워드 에러 보정 하나만으로는 안테나 장애 또는 안테나 고장을 막지 못한다. 평행 링크에 의한 감소는 비용이 너무들고 날씨에 의한 신호감쇄등의 공통 링크 장애가 계속 있게 된다.

발명의 요약

본 발명은 매우 안정적인 ATM 전송용 마이크로파 무선-베이스 통신 링크를 제공한다.

본 발명에 따르면, 교환국과 다수의 사용자 사이트를 연결하기 위한 셀-베이스 액세스 네트워크가 형성된다. 본 발명에서의 이 네트워크 전체 및 각 링크는 특히 비트에러 상태하에서의 안정적인 서비스를 제공하기 위해 고안되었다.

상기 링크 레벨에서, 트렁크 유닛(TU) 으로 불리는 서브시스템에 의해 안정적인 서비스가 제공되는데, 이 유닛은 에러가 나타나기 쉬운 무선 링크를 통한 전송 전후의 정보를 처리한다. 이 전송측에서, 상기 TU는 정보의 ATM 또는 유사한 셀 구조에 기초하여 하나 또는 그 이상의 셀의 그룹으로 전송될 정보를 나눈다. 각 셀은 그 셀내의 정보 특성에 기초하여 서비스 분류를 할당받는다. PCM 부호화된 음성같은 순시 비트율 정보는 최소 지연을 가지고 전송되며 매우 적은 포워드 에러 보정량을 갖는다. 비동기 정보는 강한 포워트 에러 보정을 갖고 전송되며 추가적으로 에러가 있는 재전송을 한다. 따라서 한 실시예에서, 상기 네트워크는 세가지 정보분류를 전송할 수 있다:

1) 최소 지연 및 적은량의 포워트 에러보정을 필요로 하는 정보

2) 포워드 에러보정을 필요로 하는 정보; 및

3) 포워드 에러보정 및 에러있는 재전송을 필요로 하는 정보.

둘 또는 그 이상의 무선링크가 있는 네트워크 액세스 시스템은 다른 네트워크 액세스 시스템 또는 네트워크로부터 선택적인 링크(마이크로파 릴레이 무선 또는 파이버 광 링크)들과 결합되어 있다. 이 네트워크는, 한 실시예에서, 메쉬 토폴로지(mesh topology)로 되어 있으나 전체적으로 메쉬구조를 필요로 하는 것은 아니다. 다른 실시예에서는, 하나 또는 다수의 링(ring)들도 토폴로지에 받아들여질 수 있다. 상기 네트워크 링크의 비트율은 이러한 링크들을 경유해 전송된 ATM 셀들의 전체 비트율보다 높다. 상기 네트워크 링크들의 여분의 대역폭은 보호 비트가 전송되도록 하며 마이크로파 네트워크를 통해 전송되는 정보를 보호해준다. 상기 네트워크로 들어가는 ATM 셀들은 여러 서비스 등급을 할당받는다. 그 등급중 하나는 동기이다. 다른 등급은 동기 보호이다. 더 다른 하나는 비동기 최대 노력이다. 또 다른 서비스 등급은 비동기 보호라 불리운다. 더 다른 등급이 있을 수 있다.

비동기 서비스를 위해, 포워트 에러 보정(FEC) 검사 시퀀스에 의해 패킷들이 첨부된다. 만일 패킷이 에러없이 링크를 통과한다면, 그 링크를 지나가는데 어떠한 지연도 없을 것이다. 만일 에러가 발견된다면, 이 패킷은 보정되지만 더 높은 지연의 비용이 있게 될 것이다.

이하 첨부한 도면과 함께 후술할 자세한 설명을 통해 본 발명을 더욱 이해할 수 있을 것이다.

본 발명은 전기통신 네트워크 및 패킷 교환분야에 관한 것으로, 특히 셀-교환 네트워크(cell-switched network)용 안정적인 무선-베이스 링크를 제공하는 것에 관한 것이다.

도 1은 도시에서의 사용에 적합한 타입의 무선 네트워크를 보여주는 도면,

도 2는 본 발명의 지점간 액세스 노드의 기본적인 빌딩 블록을 보여주는 도면,

도 3은 본 발명에 따른 네트워크 노드의 시스템 구조를 보여주는 도면,

도 4는 본 발명의 사용을 위한 일반적인 네트워크 노드를 설명하는 도면,

도 5는 본 발명에 따른 다수의 액세스 노드의 네트워크 토폴로지를 설명하는 도면,

도 6은 ATM 셀 구조는 무시하고 디지털 무선 링크내의 임의의 블록-코드 포워드 에러보정을 설명하는 도면,

도 7은 본 발명에 따른 셀 경계를 가지고 포워드 에러보정의 조정 정열을 설명하는 도면,

도 8은 최상위 레벨 셀 전송 데이터 흐름 다이어그램을 설명하는 도면,

도 9는 본 발명에 따른 트렁크 유닛의 최상위 레벨 데이터 흐름 다이어그램을 설명하는 도면,

도 10은 본 발명에 따른 VPI/VCI 표를 설명하는 도면,

도 11은 본 발명으로 사용하기에 적합한 한 트렁크 유닛의 블록 다이어그램이고,

도 12는 본 발명으로 사용하기에 적합한 한 무선 유닛의 블록 다이어그램이다.

본 발명에 따른 대도시 지역 네트워크가 도 1에 도시되어 있다. 10a 내지 10h의 검은 화살표는 각 엔드(end)에서의 무선 송수신기(도시하지 않음)가 있는 무선링크를 나타낸다. 이 무선 링크들은 11a 내지 11j 로 표시된 도시내의 빌딩들과 현재지점으로 불리는 중심국(14)을 연결한다. 이 현재지점(14)(POP)에는 ATM 스위치, 프레임 지연 데이터콤(X.25) 스위치 및 음성 스위치들이 포함되어 있다. 본 발명은 이 스위치들간의 디지털 음성 및 데이터 교환을 가능하게 해주며 디지털 무선 전송용 파이버 광을 위해 개발된 ATM을 사용가능하게 해준다. 네트워크는 지역(15)같은 멀리 떨어진 지역에서도 중계 정보의 추가적인 이익을 받을 수 있게 하는데, 심지어 상기 멀리 떨어진 지역이 여분의 링크뿐만 아니라 상기 현재지점(14)과 직통선로가 없는 경우 및 여러 노드로부터 정보를 얻을 수 없는 경우라도 가능하다.

본 발명의 지점간 링크를 위한 최소 액세스 노드가 도 2에 표시되어 있다. 이 최소 시스템은 전체 네트워크의 장점이 필요하지 않는 경우라면 충분하다. 하나의 액세스 유닛(AU)은 여러 지역 인터페이스와 접속이 가능하다. 이 AU에서, 이러한 접속에서의 신호들은 모두 ATM 셀로 변환되고 트렁크 유닛(TU)으로 운반된다. 많은 판매인으로부터 적절한 AU를 구입할 수 있는데, 예를들어 미국 캘리포니아의 산호세의 스트레이터콤(Stratacom)을 들 수 있다. 아래에 간단히 설명된 것처럼, 전자 카드 및 소프트웨어의 세트로서 적절한 AU가 고안될 수 도 있다. 이 ATM 셀들은 상기 TU로 운반된다. 상기 TU 에는 셀 경계, 상기 셀의 캡슐봉입(encapsulation), FEC 첨가 및 상기 네트워크에 제공되어야 하는 링크의 서비스 타입을 설명하는 오버헤드를 포함하여 다른 오버헤드를 포함되어 있으며, 아래에 후술된 다른 셀 처리기능들도 포함되어 있다. 이 AU가 본 발명의 핵심 성분이다. 상기 AU는 빌딩의 바깥 벽 또는 지붕에 놓여 있고 접시 안테나에 부착된 무선 유닛(RU)으로 시리얼 비트스트림을 출력한다. 꼬인 케이블 쌍, 동축 또는 파이버 광 링크가 상기 RU와 상기 TU를 연결한다. 상기 RU는 상기 비트스트림을 변조하고 이를 원하는 마이크로파 주파수로 전송한다. 이 시스템은 보통 풀-듀플렉스 모드(full-duplex mode)로 동작하는데; 따라서 상기 RU는 반대방향 노드로부터도 비트스트림을 수신하며 이 비트스트림을 상기 TU로 운반한다. 상기 TU는 에러보정 및 복구불가능한 셀이 포함된 수신된 이 비트스트림내의 셀들을 처리한다. 상기 TU는 정상적인 셀들을 상기 AU로 운반하고 제어 시스템(도 1에는 표시되지 않았지만 도 4에 43a 및 43b로 도시된 제어유닛(CU)인 마이크로프로세서)으로 손실된 셀을 로그 또는 보고한다.

네트워크를 위해 액세스 노드당 하나 이상의 RU가 필요하다. 그러한 시스템의 일반적인 블록 다이어그램이 도 3에 표시되어 있다. 여러개의 AU, RU 및 Tu들이 도시되어 있다. 새로운 블록인 상호접속 유닛(IU)이 있다. 이 IU유닛은 상기 TU 및 AU 사이의 셀을 교환하는 셀-스위치에 필수적이다. 상기 IU는 존재하는 ATM 스위칭 및 집중 장치가 공통으로 행하는 만큼의 중심적인 역할을 수행할 수 도 있다. 셀 스위칭 매트릭스가 이 시스템에 더해질 수 있다. 그러한 셀 스위칭 매트릭스는 뒷면을 통해 전자카드와 모두 플러그식으로 접속될 수 있다. 이러한 실행은 미국 북 캘리포이아의 IBM 마이크로일렉트로닉스 트라이앵글 파크 연구소 (800) 426-3333 의 Prisma 16X16 Switch On A Chip 을 사용하여 가능해진다. 이러한 칩은 도 3의 상호접속 유닛을 수행하는데 현재 적절한 방법이다. 따라서 상기 IU 기능은 상기 모듈(AU 및 TU)들 간에 분포하며 버스 액세스 칩 세트의 형태로 실행된다. 이 시스템의 외부에 있는 제어 엔티티(예를들어 네트워크 관리 시스템(49)(NMS))가 접속 식별 번호(ATM 토폴로지내의 VPI/VCI)에 기초하여 각 유닛에 상기 IU 와 접속된 다른 유닛으로 경로가 설정될 셀이 있는 IU와 접속되도록 명령을 하여 지역 마이크로프로세서와 통신을 설립하기도 한다. 도시된 바와 같이, TU는 사용이 가능하다면 구리선 또는 파이버 광 링크로도 접속될 수 있으며, 이렇게 하는 것이 경제적인 이점이 있다. 도 1의 예에서 이 링크의 일부는 파이버 광으로 되어있다.

도 4는 대형 노드의 적절한 실시예를 나타내고 있다. 40a 및 40b로 표시된 확장유닛(EU)은 ATM 능력없은 AU를 포함하는 다른 AU들과의 접속의 최대 경제성을 가능하게 해주는 소유권 있는 인터페이스를 포함하는 EU를 제외하고는 AU와 유사하다. 이 TU, AU, 및 EU들은 모두 앞서 언급한 분포된 IU와 뒷면에 있는 플러그 접속되는 전자카드이다. 상기 RU는 앞서 언급한 바와 같이 외부 유닛이다. 43a 및 43b로 표시된 제어유닛(CU)은 일반적으로 통신시스템 기술분야에서 일반적인 뒷면에 있는 모든 다른 카드들과 적절하게 접속되는 마이크로프로세서이다. 상기 CU(43a,43b)는 시스템 동작을 제어하며 네트워크 제어국 또는 이용자 콘솔등의 외부 제어국과의 통신을 제어한다. 표준, 현존하는 소프트웨어 스택이 상기 CU 제어 기능으로 사용할 수 있으며, SNMP, CMIP 및 TWM등이다. 상기 TU/RU 쌍은 두 타입이 있는데: 광대역(WB), 예를들어 34Mbps, 및 협대역(NB), 예를들어 2 또는 8 Mbps이다. 상기 광대역 TU/RU(44a 내지 44d 및 45a 내지 45d)는 본 발명의 중심으로 사용될 수 있으며, 또는 지점간 링크로 사용될 수 있다. 상기 협대역 TU/RU 쌍(47a 내지 47d 및 48a 내지 48d)는 대부분 지점간 액세스로 사용되며 상기 중심으로의 지원 액세스를 하는데 사용된다. 여분을 위해, 두 개의 TU/RU 쌍이 메인 및 두 개의 선택적인것으로 디자인 되기도 한다. 상기 선택적인 유닛은 수리 및 서비스의 중단 없이 중심 노드의 부가 등의 네트워크 노드 수정을 가능하게 한다. 상기 중심 대역폭이 대부분의 상태에서의 각 노드의 지역 트래픽보다 높기 때문에, 드롭/삽입(drop/insert)능력이 버스를 통한 빠른 흐름(46)에 도시된 것 처럼 디자인 된다. 버스(Bus)(46)는 데이터가 상기 인터페이스 유닛(IU)을 바이패스 할 수 있게 하여 적절한 상황에서의 시스템 속도를 높인다. 이 TU들은 각 셀의 VPI/VCI를 살펴보고 메모리에 기억된 지역 조사 테이블의 항목에 있는 셀들만을 드롭한다(꺼낸다). 이 표는 외부 네트워크 관리와 함께 지역회로에 의해 유지 및 업데이트 된다. 드롭된 셀은 다음 네트워크 노드로 재전송되지 않는다. 대신, 아이들 셀(idle cell)로 변환된다. 전송용 셀들은 TU 큐내에 유지되며 아이들 셀이 카운트 되어질 때마다 그 아이들 셀로 교체되어 보내진다. 네트워크 관리 또는 지역흐름 제어기술은 패킷 전송 기회를 위한 좋은 대역폭 분포를 보장할 수 있다. 최소한 지원 피크 전송율의 합은 시스템 대역폭 이용효과의 비용에서 그러한 흐름제어의 필요가 없이 중심을 할당하는 것에 의해 가능해진다.

도 5는 본 발명의 대도시 지역 네트워크(AMN)또는 네트워크의 토폴로지를 나타낸다. 도 2의 노드에서와 같이, 액세스 노드(50a 내지 50h)가 원으로 표시되어 있다. 굵은 선(51a 내지 51i)은 중심 무선 링크를 나타낸다. 가는 선(52a 내지 52i)은 지원 무선링크를 나타낸다. 이 무선 링크는 풀 듀플렉스이기 때문에 정보가 상기 중심을 따라 양 방향으로 흐른다. 상기 네트워크는 ATM에 기초하고 있으며, ATM은 접속에 따라 방향이 잡히므로, 셀들은 앞서 언급한 바와 같이 각 노드(50a 내지 50h)에서 드롭되고 삽입된다. 만일 중심링크가 실패하면, 데이터는 반대방향으로 경로설정될 수 있다. POP(53)에서, 두개의 광대역 RU/TU는 상기 중심의 각 측면을 서브한다. 여기서, 모든 대역폭이 상기 TU로 보내지고 AU로 보내져서 결국 외부 스위칭 장치로 보내지게 된다. 도 5의 상기 중심 노드(53)는 이 외부 스위칭 장치뿐만 아니라 본 발명의 상기 액세스 노드 모두 포함한다. 다른 도시로의 파이버 링크는 본 발명의 상기 MAN의 액세스 노드와 보통 바로 연결되지 않는다.

도 6은 현재 기술에서의 ATM 트래픽이 디지털 무선에 의해 다루어질 수 있는 방법을 보여준다. ATM 셀이 포함되어 있는 시리얼 비트스트림(61)은 블록(61a,61c)으로 고정된 크기(본 명세서에서는 블록 부호화라 부름)로 임의로 잘리고, FEC 비트가 첨부된다. 정보븝 이 FEC 오버헤드에 맞게 약간 높은 비트율로 무선링크상으로 전송된다. 수신기에서, 에러는 보정되고 상기 FEC 비트(61b, 61d)는 제거되며, 원래 비트율이 저장된다. 이 동작 모드는 전송에 어떠한 비트 프로토콜로 트랜스패런시를 유지할 필요가 있는 경우 적절하기 때문에 이 모드는 본 발명에 따라 구축된 시스템내의 옵션으로서 제공된다. 그러나, 통계학적으로 보다 나은 셀 손실을 제공할 뿐만 아니라 보다 안정적인 링크를 제공하기 위해, 정보내에 셀 경계가 있다면 그 경계를 가지고 블록 부호화를 정리하는 것이 유리하다. 이것이 도 7에 나타나 있는데, 도 7은 본 발명에 따른 FEC 부호화 방법을 보여주고 있다. 본 발명에 따른 셀 처리는 간단한 선입선출(first-in-first-out) 전송과는 다를 수 있다. 셀들은 보정이 불가능한 에러로 인해 드롭되기도 한다. 또한 셀들은 같은 가상 접속의 셀들이 차례로 운반되는 동안은 전송보다는 다른 명령으로 운반되기도 한다. 셀 명령의 전송의 변화는 우선 전송에 적합하며, 음성-운반 셀이 작고 낮은 지연 FEC 로 목적지 까지 운반될 수 있게 하며 데이터-운반 셀에서 강한 포워드 에러보정을 수행할 수 있게 해 준다. 더욱이, 이것은 셀을 재전송하는데 바람직하기도 한데, 더 좋은 안정성을 제공하기도 하며 또는 비-ATM 링크 계층 프로토콜에서 그러하듯이 지연에 민감하지 않은 접속으로의 서비스 전달까지도 보장해 준다. 본 발명의 셀에 행해지는 처리는 아래 도 8 및 도 9를 참고로 설명되어 있다.

도 8은 전송측에서의 데이터 흐름 다이어그램(DFD)을 보여준다. 이 DFD는 알고리즘 일부를 가동시키기 위한 RISC 프로세서, 다양한 표를 기억하고 다루기 위한 듀얼 포트 RAM 및 셀 기억을 위한 RAM 디바이스를 사용하여 하드웨어 및 소프트웨어의 조합으로 실행될 수 있다. 여러 큐들을 제어하는데 기이트 에레이가 사용될 수 있다. 간단한 전송측은 관리 시스템에 의해 설정된 가상 접속 인식기(ATM 터미놀러지내의 VPI/VCI) 모두를 갖고 있기도 한다. 조사 테이블에는 수행될 서비스 타입의 각 VPI/VCI 용 항목이 있다. 도 8의 DFD는 더욱 진보된 솔루션을 설명하고 있는데, 이 테이블의 내용들은 자동적으로 만들어 진다. 이것은 각 셀의 특징을 관찰하여 이루어질 수 있다. 예를들어, 음성 적용의 일부 타입에서 같은 순시 비트율의 ATM 셀은 ATM 적용 계층1(AAL1)로 정의된 셀 적용 정보를 안에 운반한다. AAL1 서브셀(프로토콜 데이터 유닛 또는 PDU)에는 3비트 CRC 필드를 포함하여 8비트의 SAR-PDU 헤더가 있다. 유효한 CRC 필드를 관찰해 보고 AAL3/4 의 유효한 10 비트 CRC 가 없다는 것이 확인되면, 그 셀은 AAL1 으로 여겨질 수 있다. AAL1을 닮은 랜덤 비트 패턴에 기초하여 잘못된 결정을 버리게 되는 것을 피하기 위해(예를들어 AAL5 PDU의 많은 경우에, AAL PDU 내에 헤더가 없는 경우가 있고, 만일 셀이 AAL1또는 AAL3/4 도 모두 아닌 경우에 시스템이 디폴트 되는 경우), 각 각의 VPI/VCI 는 둘 또는 그 이상의 셀을 위해 검사된다. 도 8의 실시예에서는, 서비스 타입을 결정하기 위해서 같은 VPI/VCI 의 두 셀이 필요하다. 소유권 있는 셀-베이스 프로토콜의 자동적인 인식을 위해 유사한 절차가 전개될 수 있는데, 여기엔 ATM 형식이 표준화되기 전에 발전되어온 현재의 ATM 같은 스위치들이 일부 존재하고 있다. 수신측의 DFD 가 도 9에 도시되어 있다. 에러 보정은 두 단계로 되는데; 단계 Ⅰ은 전체적인 것으로서, 단계 Ⅱ가 더욱 강하고 셀들에 각 각 선택적으로 행해지는 반면에, 서비스 타입에 상관없이 모든 셀들에게 행해진다. 단계 Ⅱ는 여분에 대역폭을 필요로 하며 정보를 위해 사용 가능한 대역폭을 줄인다. FEC를 수행하는데 얼마나 많은 단계 Ⅱ가 있어야 하는지의 결정은 특별한 적용 및 대역폭/수행 거래에 따라 다르다. FEC의 양 단계 모두 BCH 및 리드 솔로몬(Reed Solomon)같은 블록 코드의 연속 및 단계 Ⅱ를 위한 블록 코드가 될 수 있다. 더욱이, 재전송 프로토콜은 일부 접속을 위해 설정될 수 있다. 이러한 무선 링크는 보통 5㎞ 이하로 짧기 때문에 왕복지연이 약 30ms 가 되어 4개의 셀에는 34Mbps가 있게 된다. 따라서, 원하는 경우, 셀들은 두번째 기회를 가질 수 있는데, 오직 4개의 셀 깊이만 슬라이딩 윈도우 프로토콜(sliding window protocol)을 갖는 것이다. 이 윈도우는 처리 지연으로 인해 실제로는 더 긴 비트가 되기도 하지만, 절대적인 물리적 제한은 재전송이 실제적인 옵션이 될 수 있기에는 충분히 작다. 본 발명의 중요한 특징은 수신측 뒤에서 부터 반대 노드의 전송측까지 에러 수행 표시를 전송하는 것이다. 이 표시는 셀의 캡슐봉입 오버헤드의 일부에 비트를 할당하여 이루어질 수 있다.

자동 업데이트용 VPI/VCI 표의 예가 도 10에 도시되어 있다. 첫번째 열은 6진수 포멧의 VPI/VCI를 보여준다. 두번째 열은 수동 또는 자동으로 할당되는 서비스 분류를 보여준다. 할당되지 않은 VPI/VCI는 오랜 시간의 기간동안 아직 카운트 되지 않은 접속을 나타내는 분류 F에 의해 마크되어 있다. 세번째 열은 시간표를 나타내는 것으로, 같은 VPI/VCI 셀이 판독되지 않는다면 시간표가 리셋되는 경우 주기적으로 증가한다. FF는 다 끝난, 또는 전혀 카운트 접속이 되지 않았음을 나타낸다. 비록 이 표에 12비트로 된 VPI/VCI 조합의 가능성 모두가 올라있긴 하지만, 표준 ATM UNI(이용자-네트워크 인터페이스)내에 최대 24비트도 있다; 따라서, 다 끝난 접속을 삭제하고 접속중인 256열 까지의 더 작은 표를 유지하기 위한 한 전략이 있을 수 있다. 적절한 실시예에서, 이것은 먼저, VPI가 메모리 공간의 서브내에 존재하면 표 항목 자체를 지적하는 것을 검사하는 다중 단계 조사 테이블을 가지고 실행된다. 비슷한 기술이 하드웨어-기초, 셀프-러닝 브리지(self-learning bridges) 및 IP 경로자를 위해 사용되어 왔다.

위의 DFD들은 상기 TU에 있는 하드웨어 및 펌웨어의 조합으로 실행된다. 이 하드웨어가 도 11에 도시되어 있다. 셀 I/O(110) 회로는 IU로부터 셀을 수신하고 이들을 큐(111)에 놓는다. 이 I/O 회로는 오프-더-쉘프 ATM 스위칭 집적회로로 구성되거나 또는 ASIC 로 만들어 진다. 큐 및 QoS 제어기(113)는 상기 큐들을 관리하고 조사 테이블을 외부 또는 칩 메모리로 호스트하며 서비스 식별 절차를 수행하는 빠른 프로세서(예를들어 RISC)이다. 상기 큐 및 QoS 제어기(113)는 셀들을 가져가서 이들은 셀 큐(111)내의 여러 큐들에 놓아 상기 셀들에게 주어질 서비스 타입을 반영시킨다. 예를들어, 음성 데이터를 반영하는 셀들은 낮은 지연 및 최소 에러 보정으로 주어질 셀 큐내의 큐에 놓이게 된다. 반면에, 데이터를 나타내는 셀들은 강력한 포워드 에러보정을 갖는 셀 큐(111)내의 큐에 놓이게 된다. 선택적으로, 받아들여질 수 없는 에러 레벨을 가지고 전송된 셀의 재전송을 위한 큐가 제공될 수 있다.

도 10의 VPI/VCI 표는 도 11의 상기 큐 및 QoS 제어기(113)내에서 실행된다.

프로세서(113)는 적절한 상호접속 회로에 의해 제어유닛(CU)와 연결된다. 이 CU는 시스템 레벨 제어를 제공하는데, 드롭/삽입 멀티플렉스(115)내의 드롭/삽입 표 뿐만 아니라 VPI/VCI 표를 업데이트 하는 외부 명령을 포함하고 있다. 전송된 셀들은 케이블 모뎀(117)으로 셀들은 보내는 드롭/삽입 멀티플렉스(115)내에서 조합된다. 이것은 구리 ATM 모뎀의 구리-FDDI 일 수 있으며, 이것은 필수적인 선로 드라이버이다. 그러한 장치들은 상업적으로 사용 가능하다. 상기 모뎀(117)은 데이터를 무선 전송을 위해 상기 RU 로 보낸다. 모뎀(117)에 의해 상기 RU로부터 수신된 데이터는 먼저 상기 드롭/삽입 멀티플렉서(115)로 보내지며, 버스를 통한 빠른 흐름(118a,118b)와 함께 셀의 경로설정 방법을 결정한다. 상기 드롭/삽입 멀티플렉서(115)는 단계 Ⅰ FEC 보정도 수행하는데, 완전히 보정되지 않은 셀상의 수정 경로 결정의 기회를 향상시킨다. 그러면 셀들은 단계 Ⅱ FEC와 결합된 ASIC 에 의해 봉입된 캡슐이 열리고 상기 IU로의 출력을 위해 큐 내에 놓이게 된다.

도 12는 RU를 나타낸다. 이 RU에는 TU와 비슷한 케이블 모뎀이 있다. 지역 마이크로프로세서(MP)는 동작, 전압 및 동기 기능을 감시한다. 변조기가 비트스트림을 마이크로파 주파수, 예를들어 약 6㎓로 변조하여 RF 신호를 전송한다. 이것은 FSK 또는 QPSK 변조기일 수 있다. 이 변조기 주파수는 합성기에 의해 제어되어 정밀한 주파수를 설정한다. 그러면 이 신호는 38㎓ 등의 원하는 주파수로 다시 변환된다. 적절한 변환기는 요소(N)에 의한 주파수 곱셈기이다. 다이플렉서(diplexer)는 같은 안테나에 연속적인 송신/수신을 가능하게 한다. 수신 신호는 두번의 변환 및 복조과정을 거쳐 케이블 모뎀으로 보내져서 최종적으로 상기 TU로 보내지게 된다.

본 발명의 다른 실시예들은 본 명세서에 개시된 내용을 통해 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 명백한 것이다.

Claims

ATM 또는 디지털 액세스 유닛으로부터 같은 셀들을 위한 입력 회로;

상기 입력 회로와 접속되고, 상기 입력 셀들을 최소한의 입력 에러 검사로 캡슐봉입하여 검출된 에러가 특정 셀 또는 셀 그룹들을 식별할 수 있게 하는 셀 처리 유닛;

상기 처리 유닛과 접속되고, 무선 링크를 통해 상기 캡슐봉입된 셀을 전송하는 디지털 전송 회로;

캡슐봉입된 셀을 수신하는 수신 회로;

상기 수신 회로와 접속된 셀 캡슐봉입 해제 및 에러 검출 회로; 및

디지털 액세스 유닛으로 상기 캡슐봉입 해제회로를 접속하기 위한 셀 출력 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 무선 링크.
제 1 항에 있어서,

상기 셀 처리 회로가 음성용 낮은 지연 및 데이터용 강한 포워드 에러보정등의 하나 이상의 서비스 타입을 할당하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 무선 링크.
적어도 제 1 항의 두 개의 무선 링크; 및

셀을 통한 흐름으로부터 지역 통과 셀들을 분리하는 드롭/삽입 수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 대도시 지역 네트워크.
셀을 입력하고;

포워드 에러보정 비트에 의해 상기 셀들을 캡슐봉입하고;

이 셀들을 전송하고;

링크의 반대측에서 셀들을 수신하고;

이 셀들의 캡슐봉입을 해제하고;

에러가 있는 유효하지 않은 셀들을 드롭 또는 마크하고; 그리고

드롭되지 않은 셀들을 출력하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 셀 송/수신 절차.
제 1 항에 있어서,

상기 입력 회로, 상기 셀 처리 회로, 상기 송수신 회로, 상기 수신 회로 및 상기 출력 회로는 동일한 터미널에 있는 것을 특징으로 하는 디지털 무선 링크.
제 1 항에 있어서,

상기 입력 회로, 상기 셀 처리 회로 및 상기 디지털 전송 회로는 하나의 터미널에 있으며, 상기 수신 회로, 상기 셀 캡슐봉입해제 및 에러검출 회로, 및 상기 셀 출력 회로는 두번째 터미널에 있는 것을 특징으로 하는 디지털 무선 링크.
디지털 액세스 유팃으로부터 ATM 셀 또는 같은 셀을 입력하는 입력 회로;

상기 입력 회로와 접속되고, 링크상의 에러가 검출될 수 있도록 적어도 에러 검사비트도 포함하고 있는 데이터 블록으로 상기 입력 셀을 캡슐봉입하는 전송 처리 회로;

케이블을 통해 또는 바로 무선 송수신기와 연결된 디지털 전송 회로;

상기 케이블과 연결되고, 상기 무선 링크의 반대측에서 디지털 무선 터미널로부터 캡슐봉입된 셀들을 수신하는 수신 회로;

상기 수신 회로와 연결된 셀 캡슐봉입 해제 및 에러 검출 회로;

상기 셀 수신 회로와 연결되고, 셀 경계을 인식하고 수신된 에러 표시상에 전체 셀들을 기각하는 리젝트 또는 마크하는 수단을 포함하는 셀 처리 회로; 및

디지털 액세스 유닛으로 상기 셀 처리 회로를 연결하는 셀 출력 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 링크내의 디지털 무선 터미널.
제 7 항에 있어서,

상기 셀 처리 회로에 셀 경계상에 하나 이상의 셀을 캡슐봉입하는 수단이 더 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 디지털 무선 터미널.
제 8 항에 있어서,

상기 셀 처리 회로에 상기 링크의 반대측에서 터미널로부터 에러 표시의 수신으로 셀을 재전송하는 수단이 더 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 디지털 무선 터미널.
제 9 항에 있어서,

상기 셀 처리 회로에 음성용 낮은 지연 및 데이터용 강한 포워드 에러보정등의 하나 이상의 서비스 타입을 할당하는 수단이 더 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 디지털 무선 터미널.
적어도 두개의 제 7 항의 디지털 무선 터미널을 구비하고, 셀 스위칭 능력이 있는 상호접속 유닛이 더 포함되어 있으며, 상기 상호접속 유닛이 ATM 또는 상기 모든 유닛 및 회로들 사이에 유사한 셀들은 스위치 할 수 있도록 상기 액세스 유닛 및 상기 송수신 회로와 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 대도시 지역 무선 네트워크 노드.
셀을 입력하고;

포워드 에러보정 비트에 의해 상기 셀들을 캡슐봉입하고;

이 캡슐봉입된 셀들을 링크상에 전송하고;

링크의 반대측에서 셀을 수신하고;

이 셀들의 캡슐봉입을 해제하고;

셀 경계를 그리고;

에러가 있는 유효하지 않은 셀들을 드롭 및 마크하고; 그리고

드롭되지 않은 셀들을 출력하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 셀 송/수신 절차.
제 1 항에 있어서,

상기 셀 처리 회로는,

셀 경계를 인식하는 수단, 셀들을 캡슐봉입하는 수단 및 상기 셀들에게 포워드 에러보정을 첨가하는 수단을 포함하는 트렁크 유닛을 구비하는 것을 특징으로 하는 디지털 무선 링크.
제 13 항에 있어서,

디지털 전송 회로로 상기 셀 처리 회로로부터 비트스트림을 출력하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 무선 링크.
제 14 항에 있어서,

디지털 무선 전송 회로로 비트스트림을 전송하는 상기 수단은 선택된 전송 매체를 구비하는 것을 특징으로 하는 디지털 무선 링크.
상기 선택된 전송 매체는 꼬인 케이블 쌍, 동축 케이블 및 파이버 광 링크중 하나인 것을 특징으로 하는 디지털 무선 링크.
제 1 항에 있어서,

상기 셀 캡슐봉입 해제 및 에러 검출 회로는,

수신된 비트스트림내의 셀을 식별하는 수단;

셀 내의 에러를 검출하는 수단; 및

복구불가능한 셀들을 드롭하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 무선 링크.
제 17 항에 있어서,

상기 셀 출력 회로 유닛으로 상태가 양호한 셀들을 운반하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 무선 링크.
제 18 항에 있어서,

제어 시스템으로 셀 손실을 보고하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 무선 링크.
제 19 항에 있어서,

상기 제어 시스템은 마이크로프로세서 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 무선 링크.
제 13 항에 있어서,

다수의 입력 회로 및 트렁크 유닛을 상호 접속시키고 이 입력 회로 및 트렁크 회로들이 그들 자신들 사이에서 셀들을 변화시키게 하는 상호접속 유닛을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 디지털 무선 링크.
제 13 항에 있어서,

하나의 입력 회로가 다른 입력 회로를 가지고 셀들을 변화시키게 하는 셀 스위칭 매트릭스를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 무선 링크.
제 21 항에 있어서,

상기 상호접속 유닛을 통해 경로설정된 각 셀의 목적지가 되도록 상기 상호접속 유닛와 연결된 각 입력 회로 및 트렁크 유닛에게 명령하는 네트워크 관리 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 무선 링크.
제 23 항에 있어서,

상기 상호접속된 유닛과 연결된 각 유닛으로의 상기 명령은 접속 식별 번호에 기초하는 것을 특징으로 하는 디지털 무선 링크.
제 24 항에 있어서,

상기 식별 번호는 각 셀(ATM 터미놀로지 내의)과 연관된 VPI/VCI로 표시된 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 무선 링크.
제 22 항에 있어서,

다수의 입력 회로들을 상호 접속시켜 여분이 있게 하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 무선 링크.
제 1 항에 있어서,

상기 디지털 액세스 유닛은 여러 지역 인터페이스들과 접속이 가능한 것을 특징으로 하는 디지털 무선 링크.
제 26 항에 있어서,

데이터가 상기 인터페이스를 바이패스 할 수 있게 하여 적절한 환경에서 시스템의 속도를 높이는 버스를 통한 빠른 흐름을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 디지털 무선 링크.
제 25 항에 있어서,

각 셀의 VPI/VCI 를 식별하고 상기 트렁크 유닛내의 메모리에 기억된 항목상의 VPI/VCI 가 있는 셀들만을 드롭 또는 픽업하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 무선 링크.
제 29 항에 있어서,

아이들 셀을 정보-베어링 셀로 교체하는 수단을 포함하고, 상기 정보-베어링 셀은 아이들 셀이 접속될 때마다 아이들 셀 대신에 정보 셀이 제공되는 큐 내에 유지되어 있는 것을 특징으로 하는 디지털 무선 링크.
ATM 또는 디지털 액세스 유닛으로부터 같은 셀들을 위한 다수의 입력 회로;

각 각이 해당 입력 회로와 고유하게 접속되어 있으며, 각 각이 검출된 에러가 특정 셀 또는 셀 그룹을 지적할 수 있도록 최소한의 에러 검사 비트를 가지고 입력 셀을 캡슐봉입할 수 있는 다수의 셀 처리 회로;

각 각이 무선 링크를 통한 캡슐봉입된 셀들을 전송하는 상기 처리 회로의 해당되는 하나와 접속되어 있는 다수의 디지털 전송 회로;

디지털 무선 링크의 반대측에서 캡슐봉입된 셀들을 수신하는 다수의 수신 회로;

각 각이 상기 다수의 수신 회로의 해당되는 하나와 고유하게 접속되어 있는 다수의 셀 캡슐봉입 해제 및 에러 검출 회로; 및

각 각이 해당 디지털 액세스 유닛으로 상기 캡슐봉입 해제 및 에러 검출 회로의 해당하는 하나와 연결되는 다수의 셀 출력 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 무선 시스템.
제 10 항에 있어서,

모든 셀 상에서 동일한 에러보정 레벨을 수행하는 에러보정 단계 Ⅰ 및 각 셀의 서비스 분류에 기초하여 선택적인 에러보정을 수행하는 에러보정 단계 Ⅱ의 에러보정 두 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 무선 터미널.
제 32 항에 있어서,

상기 서비스 할당 수단은 VPI/VCI 조사 테이블을 자동적으로 구성하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 무선 터미널.
제 33 항에 있어서,

상기 자동적으로 구성하는 수단은 ATM 적용 계층(AAL) 정보를 관찰하는 것으로 셀 타입을 식별하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 무선 터미널.
선택된 지역을 무선으로 상호 접속하기 위해 ATM 셀들을 운반할 수 있는 무선 풀 듀플렉스 링크에 의해 접속된 네트워크 노드들의 근접 루프 토폴로지로 구성된 것을 특징으로 하는 구조체.