KR19990005223A - 트래픽 모니터링 기반 고속 호출허용 제어방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 트래픽 모니터링 기반 고속 호출허용 제어장치에 관한 것으로, 본 발명은 최대 셀율을 가지는 호출 요구시에 그 최대 셀율과 이용 가능한 여분의 가용대역폭과의 크기를 비교하여 연결 수락 여부를 결정하고 링크 용량값을 출력하는호출허용 제어수단, 상기 호출허용 제어수단에서 얻어진 링크 용량값에서 일정 기간마다 각각의 클래스에 해당하는 트래픽에 대한 모니터링 값을 구하는 서버수단 및 상기 트래픽 모니터링값에 의해 셀분포함수를 구하고 이를 기초로 상기 가용대역폭을 계산하여 상기 호출허용 제어수단에 궤환시키는 용량할당 제어수단을 포함하며, 최대 셀율과 트래픽의 확률분포 함수를 기반으로 하는 호출허용 제어 기법을 이용하여 실시간 제어를 하면서도 임의 트래픽 소스에 대해서 효율적인 링크 이용이 가능하다.

Description

트래픽 모니터링 기반 고속 호출허용 제어방법 및 장치.

본 발명은 비동기 전송모드(Asynchronous Transfer Mode : ATM) 교환기의 접속 제어부에서 균일한(homogeneous) 트래픽에 대해 트래픽 모니터링을 기반으로 하고 소스가 제공하는 파라메터로 최고치의 호출비(Peak Cell Rate : PCR)만을 이용, 호출허용 제어를 행하여 빠른 비교동작을 통해 제어의 실시간 증가와 오차의 감소를 양립시키도록 하는 트래픽 모니터링 기반 고속 호출허용 제어방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로, B-종합정보 통신망(Integrated Service Digital Network : ISDN)서비스를 제공하기 위해 권고된 방식인 비동기 전송 모드(ATM) 교환방식을 구현할 때의 트래픽 제어 기법으로서 유선 통신망 비동기 전송 모드 교환기내에 제어 알고리즘으로서 장착된다.

실제로 외국에서 이런 알고리즘을 상용화하여 자신들의 교환기내에 장착하거나 또는 그 제어 알고리즘만을 상품화하여 판매하고 있는 실정이다.

현재 사용되고 있는 대표적인 호출허용 제어(CAC) 기법에는 등가 대역폭 계산에 기반한 호출허용 제어 기법과 버스트 모델링에 기반한 호출허용 제어 기법이 있다.

전자의 등가 대역폭 계산에 기반한 호출허용 제어 기법에 있어서, 이 기법은 다중화된 연결에서 발생하는 비트율을 근사화 모델링하여 등가대역폭을 구한 후 새로운 호출(Call)의 연결 요청이 있을 경우 새로이 연결을 요청하는 호출이 남아 있는 대역폭을 초과하는지의 여부를 판단하여 연결 여부를 판단하는 기법이다.

상기 등가대역폭은 해당 호출의 서비스품질에 대한 요구조건을 만족시키는 최소의 대역폭을 의미하며 평균셀율(Average Cell Rate) 보다는 큰 값을 가지고 최대 셀율(Peak Cell Rate) 보다는 작은 값을 가진다.

상기 등가대역폭을 계산하는 방법에는 여러 가지가 있으며, 이중 대표적인 방법은 다음과 같다.

이것은 물리적 링크 전체의 용량과는 관계없이 트래픽의 특성만을 이용해서 계산해내는 방식으로서 개개의 호출에 대해 상기 등가대역폭을 구해낸 후 이를 큐잉분석에 근거하여 전체 트래픽에 대한 등가대역폭을 구하는 것이다.

셀 손실율 요구 조건 한계치가 ε인 각각의 호출(Call)의 등가대역폭은 수학식 1과 같이 계산된다.

[수학식 1]

여기서, a=1n ε, R_p는 최대 셀율(Peak Cell Rate), ρ는 평균 셀율 대 최대 셀율의 비, b는 평균 버스트 길이(Average Burst Length), 그리고 x는 버퍼의 크기를 나타낸다.

이때 n개의 연결이 다중화될 때에는 필요한 전체 대역폭의 크기 C는 수학식 2와 같이 계산된다.

[수학식 2]

이때 다중화 효과를 고려하기 위해 집합(aggregate)된 트래픽에 대해 가우시안 분배(distribution)를 가정하여 전체 대역폭의 크기 C는 수학식 3과 같이 구해진다.

[수학식 3]

여기서 m_i는 평균 비트율, σi²는 분산을 나타낸다.

그리고, 또한 상기 후자의 버스트 모델링에 기반한 호출허용 제어기법에 있어서는, 이 기법은 셀(Cell) 도착 프로세서의 온/오프(on/off)구간의 분포와는 관계없이 최대 비트율(Peak Bit Rate : PBR)과 평균 비트율(Average Bit Rate : ABR)을 이용하여 호출의 연결 여부를 판단하는 기법이다.

상기 최대 비트율(PBR)=R과 평균 비트율(ABR)=a인 n개의 가상채널이 다중화될 때의 임의의 순간에 온(on)상태에 있는 버스트(Burst : 군집)의 수가 k개가 될 확률은 수학식 4와 같다.

[수학식 4]

그래서 k개의 가상채널이 링크내에 다중화될 때 필요한 대역폭의 크기가 kR이 될 확률은 P(n,k)로 가정한다.

이때 연결 수락 여부가 연결되어 있는 호출들에 의해 사용되는 대역폭의 이용율이 한계치를 초과하는 확률로서 결정된다면 새로운 호출의 수락여부는 아래의 수학식 5와 같이 결정될 수 있다.

[수학식 5]

이것은 즉, 물리적 링크 대역폭이 C이고 새로운 호출을 포함하는 전체 연결된 호출의 수가 n일 때, 새로운 호출이 연결된 후 연결된 호출들에 의해 사용될 전체 대역폭의 크기가 물리적 링크 대역폭의 90%를 넘지 않을 확률이 적정수준, 즉 (1-ε)보다 작으면 연결을 허용하고, 그렇지 않으면 거절한다는 것이다.

그러나, 전술한 비동기 전송 모드(ATM) 교환방식에서 사용하는 등가 대역폭 계산에 기반한 호출허용 제어 기법에 있어서는, 개별 호층의 정확한 등가 대역폭을 미리 계산하는 것이 어렵고, 또한 트래픽 소스의 수가 적은 경우 링크이용 효율이 현저하게 떨어지는 단점을 지니고 있을뿐 아니라 전체 등가대역폭을 계산해내는 시간과 정확성에 문제가 있어 실시간 제어가 어려운 단점을 내제하고 있는 것이다.

그리고, 버스트 모델링에 기반한 호출허용 제어기법에 있어서는, 상기 등가대역폭 계산에 기반한 호출허용 제어기법에 비해 간편하기는 하나, 이질 트래픽 환경하에서는 계산이 복잡해지고 버스트 트래픽 특성과 서비스 품질사이의 관계가 불분명하다는 단점을 내제하고 있는 것이다.

따라서 본 발명은 전술한 종래의 기술에서, 트래픽 소스의 수가 적은 경우에 발생하는 링크이용 효율의 저하와 이질 트래픽 환경하에서의 계산상의 복잡성을 배제한 것으로, 본 발명의 한 견지로서, 최대 셀율과 트래픽의 확률분포 함수를 기반으로 하는 호출허용 제어 기법을 이용하여 실시간 제어를 하면서 임의 트래픽 소스에 대해서 효율적인 링크 이용이 가능하도록 하는 트래픽 모니터링 기반 고속 호출허용 제어방법 및 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 견지로서, 트래픽 모니터링을 기반으로 하고 소스가 제공하는 파라메터로 최대 셀율만을 이용하여 제어의 실시간성을 증가시키도록 하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 또다른 견지로서, 버스트 모델링에 기반한 호출허용 제어기법 보다 제어기의 오차를 감소시키고 링크의 이용 효율을 향상시키도록 하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 또다른 견지로서, 트래픽 과진입을 사전에 예방하여 교환기의 과부하를 방지하도록 하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 또다른 견지로서, 호출 진입시 소요되는 제어시간의 감소로 통신 품질을 향상시키도록 하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명 트래픽 모니터링 기반 고속 호출허용 제어장치의 설명에 제공되는 실시예를 나타내는 구성도

도 2는 도 1의 비동기 전송방식을 사용하는 교환기에서 등가대역폭 계산을 위한 신호흐름도

도 3은 도 1의 호출허용 제어에 대한 신호흐름도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 입력단자

101 : 호출허용 제어부

101a : 비교부

101b : 가용대역폭 연산부

102 : 서버부

103 : 용량할당 제어부

103a : 셀율분배 판단부

103b : 유효가용대역폭 판단부

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 트래픽 모니터링 기반 고속 호출허용 제어 장치는, 최대 셀율을 가지는 호출 요구 시에 그 최대 셀율과 이용 가능한 여분의 가응 대역폭과의 크기를 비교하여 연결 수락 여부를 결정하고 링크 용량값을 출력하는 호출허용 제어수단, 상기 호출허용 제어수단에서 얻어진 링크 용량값에서 일정기간 마다 각각의 클래스에 해당하는 트래픽에 대한 모니터링 값을 구하는 서버수단 및 상기 트래픽 모니터링값에 의해 셀분포함수를 구하고 이를 기초로 상기 가용대역폭을 계산하여 상기 호출허용 제어수단에 궤환시키는 용량할당 제어수단을 포함한 것을 특징으로 한다.

상기 본 발명에 의한 트래픽 모니터링 기반 고속 호출허용 제어 장치에 있어서, 상기 호출허용 제어수단은, 상기 입력되는 최대 셀율과 상기 용량할당 제어수단에서 얻어진 가용대역폭의 크기를 비교하는 비교수단 및 상기 비교수단에서 얻어진 가용대역폭과 최대 셀율을 가지고 새로운 가용대역폭을 계산하는 가용대역폭 연산수단으로 이루어진다.

상기 본 발명에 의한 트래픽 모니터링 기반 고속 호출허용 제어 장치에 있어서, 상기 용량할당 제어수단은, 상기 서버수단에서 얻어진 트래픽 모니터링값을 기초로하여 셀 분포함수를 구하는 셀율분배 판단수단 및 상기 구한 셀분포함수를 기초로하여 가용대역폭을 판단하여 상기 호출허용 제어수단에 궤환시키는 유효 가용대역폭 판단수단으로 이루어진다.

상기 본 발명에 의한 트래픽 모니터링 기반 고속 호출허용 제어 장치는, 상기 가용대역폭 연산수단은, 이전의 가용대역폭에서 최대 셀율을 감산하여 새로운 가용대역폭을 구한다.

상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 트래픽 모니터링 기반 고속 호출허용 제어 방법은, 등가대역폭 계산에 필요한 파라메터들을 입력 받는 단계, 상기 파라메터 입력 후 상기 등가대역폭의 상한치와 하한치를 지정하는 단계, 상기 등가대역폭의 상한치와 하한치 사이의 중간값을 설정하는 단계, 상기 등가대역폭의 해당 갱신기간에서의 셀손실율을 계산하는 단계, 상기 계산된 셀손실율이 셀손실율 요구 조건 한계치 이하인가를 판단하는 단계, 상기 판단한 결과 셀손실율 요구 조건 한계치 이하이면 상기 계산된 등가대역폭을 출력하고 상기 셀손실율 요구 조건 한계치 이상이면 다음 셸을 계산에 추가하는 단계, 상기 추가된 셀손실율과 셀손실율 요구 조건 한계치와를 비교하여 이상이면 현재 지정된 등가대역폭을 하한치로 지정하는 단계, 상기 추가된 셀손실율이 셀손실율 요구 조건 이하이면 현재 지정된 등가대역폭을 상한치로 저정하는 단계 및 상기 하한치 및 상한치지정후 상기 카운팅된 셀의 수가 지정된 값보다 큰가를 판단하여 작으면 상기 상한치, 하한치 지정단계 이후의 단계를 반복수행하고 크면 현재 지정된 등가대역폭의 상한치를 출력하는 단계를 포함한 것을 특징으로 한다.

상기 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 트래픽 모니터링 기반 고속 호출허용 제어 방법에 있어서, 새로운 호출의 연결 요청이 있을시 통신망에서 사용자가 이용할 수 있는 가용대역폭과 새로운 호출의 최대 셀율을 비교하는 단계, 상기 비교결과 가용대역폭이 최대 셀율 보다 작으면 호출연결을 거부하는 단계, 및 상기 비교결과 가용대역폭이 최대 셀율 보다 크면 호출의 연결을 허락하고 가용대역폭을 갱신하는 단계로 이루어짐을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 의한 트래픽 모니터링 기반 고속 호출허용 제어 장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

먼저 본 발명의 설명에 앞서, 호출허용 제어기는 실시간 제어가 가능하면서도 임의의 트래픽 소스에 대해서 효율적인 링크이용이 가능해야 한다는 것이다.

본 발명에서는 이와 같은 두가지 조건들을 모두 만족시키기 위해 최대 셀율(Peak Cell Rate : PCR)과 트래픽의 확률분포함수를 기반으로 하는 호출허용 제어 기법을 제안하였다.

제안된 방법은 사용자가 제공하는 트래픽 파라메터로서 최대 셀율만을 이용 한다.

그 이유는 평균 셀율을 이용할 경우 특정 트래픽의 경우에 있어서 트래픽 소스들이 평균 셀율을 정확하게 추정하는 것이 불가능한 경우가 잇어서 호출허용 제어를 위한 트래픽 파라메터로서는 적합하지 않기 때문이다.

이에 반해 최대 셀율을 비교적 정확하게 추정해낼 수 있기 때문이다.

그러나 평균 셀율을 제외하고 최대 셀율에만 의존하여 호출허용 제어를 수행할 경우 트래픽에 대한 정보가 부족하게 되므로 트래픽의 실제 측정을 통해 일정한 측정기간 동안에 도착하는 셀 수에 대한 확률분포함수를 구한다.

그리고 구해진 확률분포함수로부터 현재 트래픽들이 사용하는 등가 대역폭을 추정해 낸다.

그리하여 제안된 기법은 새로운 호출이 연결 요청을 해 왔을 때 호출의 최대 셀율이 이용 가능한 여분의 대역폭보다 작으면 연결을 수락하고 그렇지 않으면 연결을 거부한다.

본 발명의 기법은 트래픽 소스가 제공하는 파라메터로서 최대 셀율만을 이용하여 호출허용 제어를 행함으로서 등가 대역폭 계산에 기반한 호출허용 제어 기법에 비해 제어기의 구조가 간단해지고 빠른 비교판단을 통해 제어의 실시간성이 증가한다.

또한 버스트 모델링에 기반한 호출허용 제어 기법에 비해 제어기의 오차를 줄임으로서 링크의 이용효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 컴퓨터 통신망에서의 폭주란 망내에서 처리가능한 트래픽 용량보다 더 큰 용량의 트래픽이 유입할 때 발생하는 것으로서 일반적으로 예측할 수 없는 트래픽 흐름의 변동이나 망내에서의 장애로 인해 발생할 수 있다.

그중 비동기 전송모드(ATM)망과 같이 에러발생률이 극히 낮은 초고속 통신망 환경에서는 버퍼 범람으로 인한 셀 손실이 가장 큰 에러 발생 요인이 되고 있다.

ATM 망에서의 폭주는 서비스 품질을 크게 열화시킬 수 있으며 이러한 폭주의 영향을 최소화 하기위해 취하는 일련의 동작을 폭주제어라 한다.

ATM 망에서 사용 가능한 폭주제어 기법은 제어의 적용시점에 따라 예방적 폭주제어 기법(Preventive Congestion Control Scheme)과 적응적 폭주제어 기법(Reactive Congestion Control Scheme)의 두 가지로 나누어진다.

상기 예방적 폭주제어 기법이란 통신망의 트래픽 상황을 예측함으로서 트래픽 폭주가 발생하기 이전에 적절한 제어를 행하는 기법이다.

ATM과 같은 고속 전송 프로토콜에서는 적응적 폭주제어 기법보다 예방적 폭주제어 기법의 성능이 더 우수한 것으로 보고되고 있다.

예방적 폭주제어 기법중 대표적인 것이 호출허용 제어 기법이다.

호출허용 제어는 호출 접속 과정중에 가상 채널연결(VCC : Virtual Channel Connection) 이나 가상경로 연결(VPC : Virtual Path Connection)을 제어하기 위해 통신망에 의해 수행되는 일련의 동작으로 정의 된다.

호출허용 제어의 목적은 새로운 호출의 연결요청이 있을 때 이의 접속여부를 결정함으로서 새로운 호출에서 발생하는 트래픽 및 기존에 연결된 호출의 서비스 품질을 열화시키지 않게 하는데 있다.

통신망 사용자는 사용자 트래픽의 파라메터와 서비스 품질 정보를 접속노드의 해당 접속제어기에 제시한 후 호출연결 여부의 결정을 기다리게 된다.

이때 호출허용 제어는 실시간 제어가 가능해야 하며, 사용자 트래픽의 서비스 품질을 보장할 수 있는 범위내에서 높은 링크 효율을 가지도록 설계되어야 한다.

따라서, 본 발명에 있어서의 호출허용 제어기법은, 균일한 트래픽용의 호출제어를 위해, 실시간 제어성이 높으면서도 임의의 트래픽 소스에 대해서 효율적인 링크이용이 가능한 제어기법을 제안한다.

이 두가지 조건들을 모두 만족 시키기 위해 제안된 기법에서는 최대 셀율(PCR)과 트래픽의 확률분포 함수를 기반으로 하는 호출허용 제어기법을 제안하였다.

제안된 방법은, 사용자가 제공하는 트래픽 파라메터로서 최대 셀율만을 이용한다.

트래픽 소스들이 평균 셀율에 비해 최대 셀율은 비교적 정확히 추정해낼 수 있기 때문이다.

그러나, 평균 셀율을 제외하고 최대 셀율에만 의존하여 호출허용 제어를 수행할 경우, 트래픽에 대한 정보가 부족하게 되므로 트래픽의 실제 측정을 통해 일정한 측정기간 동안에 도착하는 셀 수에 대한 확률분포 함수를 구한다.

상기에서 확률분포 함수가 구해지면 이를 이용하여 현재 트래픽들이 사용하는 등가 대역폭을 추정해 낸다.

가용 대역폭 C_BW는 현재의 등가대역폭과 사용 가능한 링크용량과의 차이와 같으므로 쉽게 계산될 수 있다.

이로부터 새로운 호출이 연결 요청을 해 왔을 때 새로운 호출의 최대 셀율 과이용 가능한 여분의 대역폭의 크기를 비교하여 수락여부를 결정한다.

이를 도 1을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명 트래픽 모니터링 기반 고속 호출허용 제어장치의 설명에 제공되는 실시예를 나타내는 구성도이다.

본 실시예에 따르면, 입력단자(100)로부터의 최대 셀율(Rp)을 가지는 호출 요구가 있을 시에 그 최대 셀율(R_p)과 이용 가능한 여분의 가용 대역폭(C_BW)과의 크기를 비교하여 연결 수락 여부를 결정하고 링크 용량값을 출력하는 호출허용 제어부(101)과, 호출허용 제어부(101)에서 입력되는 상기 링크 용량값에서 일정기간 마다 각각의 클래스에 해당하는 트래픽에 대한 모니터팅 값을 구하여 출력단자(104)를 통해 출력하는 서버부(102)와, 서버부(102)에서 입력되는 상기 트래픽 모니터링값에 의해 셀분포함수를 구하고 이를 기초로 상기 가용대역폭(C_BW)을 계산하여 호출허용 제어부(101)에 궤환시키는 용량할당 제어부(103)로 구성된다.

또한, 상기 호출허용 제어부(101)는 입력단자(100)를 통해 입력되는 최대 셀율(R_p)과 용량할당 제어부(103)에서 입력되는 가용대역폭(C_BW)의 크기를 비교하는 비교부(101)와, 비교부(101a)에서 입력되는 가용대역폭(C_BW)과 최대 셀율(R_p을 가지고 새로운 가용대역폭을 계산하는 가용대역폭 연산부(101b)로 구성된다.

또한, 용량할당 제어부(103)는, 서버부(102)에서 입력되는 트래픽 모니터링값을 기초로하여 셀 분포함수를 구하는 셀율분배 판단부(103a)와, 상기 구한 셀분포함수를 기초로하여 가용대역폭(C_BW)을 판단하여 호출허용 제어부(101)에 궤환시키는 유효 가용대역폭 판단부(103b)로 구성한다.

이와 같이, 구성된 트래픽 모니터링 기반 고속 호출허용 제어 장치는, 먼저 입력단자(100)로부터의 최대 셀율(R_p)을 가지는 호출 요구가 있으면, 호출허용 제어부(101)의 비교부(101a)는 이후에 설명될 용량할당 제어부(103)로부터 계산된 가용대역폭(C_BW)의 크기와 최대 셀율(R_p)를 비교하여 연결 수락여부를 결정한다.

이때 만약 호출이 연결되면 가용대역폭 연산부(101b)는 상기 계산된 가용대역폭(C_BW)에서 최대 셀율(R_p)을 감산하여 새로운 가용대역폭(C_BW)를 다시 계산하여 서버부(102)에 입력하게 된다.

서보부(102)는 가용대역폭 연산부(101b)에서 입력되는 링크 용량값에서 일정 기간 마다 각각의 클래스에 해당하는 트래픽에 대한 모니터링 값을 구하여 출력단자(104)를 통해 출력함과 아울러 용량할당 제어부(103)의 셀율분배 판단부(103a)에 제공하게 된다.

셀율분배 판단부(103a)는 서버부(102)에서 입력되는 트래픽 모니터링값을 기초로하여 셀 분포함수를 구하여 유효가용대역폭 판단부(103b)에 제공한다.

유효가용대역폭 판단부(103b)는 셀율분배 판단부(103a)에서 구한 셀분포함수를 기초로하여 가용대역폭(C_BW)을 계산하고 이를 호출허용 제어부(101)에 궤환시키게 된다.

즉, 상기에 트래픽 측정은 링크에 다중화된 트래픽을 실제로 측정하는 경우에 있어서 중요한 측정 파라메터는 다음과 같다.

a) 갱신기간 : N

하나의 갱신기간은 N개의 측정기간으로 구성되어 있다.

바꿔 말하면 N번의 측정 후에 갱신을 한다는 것이다.

갱신기간이 긴 경우에는 트래픽의 변화에 대한 동적인 적응력이 떨어지지만 사용 대역폭의 계산을 위한 시간 지연의 영향은 줄어들게 된다.

반면 갱신기간이 짧아지면 트래픽의 변화에 따른 적응이 빠르지만 샘플수가 감소하게 되어 확률분포의 정확성이 떨어지게 된다.

b) 측정 반영비(MRR : Measurement Reflection Ratio) : a

이 값은 실제 측정을 통해서 얻어진 값을 기존의 확률분포 함수에 얼마나 반영할 것인가를 결정하는 가중치이다.

그리고, 상기 확률분포 함수 추정에 있어서는, n번째 갱신기간에서 측정기간 S동안에 도착한 셸 수가 K개일 확률을 P(K, n)이라고 한다.

이 확률분포 함수를 알면 가장 좋으나 정확하게 정의해 내기는 어려우므로 이 확률분포 함수의 추정치를 p(k,n)으로 나타내며 이는 수학식 6과 같다.

[수학식 6]

그리고 수학식 7에서의 R은 측정기간 동안에 도착할 수 있는 최대 셀수를 의미하며 최대 셀율이 R_P인 호출이 연결 수락 되었을 때의 확률분포 함수를 수학식 8과 같이 추정한다.

[수학식 7]

[수학식 8]

링크에 다중화되어 있던 기존의 호출이 해제된 경우에는 제어의 단순화를 위해 아무런 조치도 취하지 않기로 한다.

그러면 잠시동안 대역폭의 낭비가 생기지만 실측에 의해 곧 실제 대역폭으로 계산된다.

측정기간 s동안에 도착한 셀의 개수에 대한 확률분포 함수가 주어졌을 때 n번째 갱신기간에서의 셀 손실율은 수학식 9와 같이 구해진다.

[수학식 9]

상기 수학식 9를 이용하여 제한된 셀 손실율을 만족하는 대역폭을 구할 수있다.

그리고, 상기 등가 대역폭계산은, 전체 트래픽에 대한 사용자의 셀 손실율에 대한 서비스 요구 조건을 ε으로 정의 한다.

(n+1)번째 갱신기간에서 전체 트래픽이 측정기간 s동안에 전송할 셀 수의 확률 분포함수의 추정값 p(k,n + 1)이 주어진 경우에 이로부터 트래픽이 사용하고 있는 등가 대역폭 C'을 계산할 수 있다.

제안된 등가대역폭의 계산 알고리즘은 도 2와 같다.

도 2를 참조하여 등가대역폭을 계산을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 등가대역폭 계산에 필요한 파라메터들을 입력 받는다(단계, ST100).

여기서, 파라메터 P는 최대치(Peak)를 의미하고 A는 평균치를 의미한다.

가변 비트율(VBR : Variable Bit Rate)서비스의 경우 등가대역폭은 평균 셀율과 최대 셀율 사이에서 결정되므로 여기서는 초기값으로 P를 상한치 b로, A를 하한치 a로 지정한다(단계, ST101).

그리고, 등가대역폭으로 상기 하한치(a)와 상한치(b) 사이의 중간값을 설정한다(단계, ST102).

이후, 해당 갱신기간에서의 셀손실율을 계산한다(단계, ST103).

상기 계산된 셀손실율이 ε이면 단계(ST105)로 진행하고 셀손실율이 c가 아니면 단계(ST106)로 진행한다.

상기 단계(ST105)에서는 셀손실율이 ε이면 이때 계산된 등가대역폭이 크리티컬한 값이므로 C'를 출력하고 종료한다.

그리고, 상기 단계(ST106)에서는 셀손실율이 ε가 아니면 다음 셀을 계산에 추가한다.

그리고, 단계(ST107)에서 셀손실율이 ε보다 크면 단계(ST108)로 진행한다.

상기 단계(ST108)에서는 셀손실율이 ε보다 크면 현재 지정된 등가 대역폭이 실제 트래픽에 비해 under estimate된 상태이므로 하한치로 현재의 등가대역폭을 지정한 후 단계(ST105)로 진행한다.

그리고 단계(ST109)에서는 셀손실율이 ε보 작으면 현재 지정된 등가대역폭이 실제 트래픽에 비해 over estimate된 상태이므로 상한치로 현재의 등가대역폭을지정한 후 단계(ST110)로 진행한다.

상기 단계(ST110)에서는 지금까지 카운팅된 셀의 수가 지정된 값 N보다 작으면 상기 단계(ST101) 이후의 과정을 반복 수행하고 만일 지금까지 카운팅된 셀의 수가 지정된 값 N보다 크면 하나의 갱신기간이 종료된 것으로 간주하고 단계(ST111)로 진행한다.

상기 단계(ST111)에서는 하나의 갱신기간이 종료된 상태에서 현재의 지정된 상한치 b가 등가대역폭이 되므로 b값을 출력하고 종료한다.

그리고, 또한 상기 연결수락 제어 기법에 있어서는 하나의 갱신기간을 단위로 수행되어 지는 것으로 생각한다.

이것은 n번째 갱신기간이 시작되었을 때 현재 연결된 트래픽이 사용하고 있는 대역폭과 사용자가 이용 가능한 대역폭, 그리고 셀수에 대한 확률분포 함수가 주어진다.

만일 새로운 호출의 연결 요청이 들어오면 통신망에서는 사용자가 이용할 수 있는 가용 대역폭과 새로운 호출의 최대 셀율을 비교한다.

만일 가용대역폭이 해당 호출의 최대 셀율보다 크면 호출의 연결을 허락하고 가용대역폭이 해당 호출의 최대 셀율보다 작으면 호출의 연결을 거부하게 된다.

이를 도 3을 통해 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

새로운 호출의 연결 요청이 들어오면 통신망에서는 사용자가 이용할 수 있는 가용 대역폭(C_BW)과 새로운 최대 셀율(R_p)를 비교한다(단계, ST112).

상기 단계(ST112)에서 비교한 결과 가용대역폭이 최대 셀율보다 크면 단계(ST114)로 진행한다.

만약 가용대역폭이 최대 셀율보다 작으면 단계(ST113)로 진행한다.

상기 단계(ST114)에서 만약 가용대역폭이 해당 호출의 최대 셀율보다 크면 호출의 연결을 허락한다.

그리고, 상기 단계(ST113)에서는 가용대역폭이 해당 호출의 최대 셀율보다 작으면 호출의 연결을 거부하고 종료한다.

그리고, 새로운 호출의 연결이 히락되었을 경우 가용대역폭(C_BW)이 갱신된다(단계, ST115).

이상에서와 같이, 본 실시예에서는 최대 셀율과 트래픽의 확률분포 함수를 기반으로 하는 호출허용 제어 기법을 이용하여 실시간 제어를 하면서 임의 트래픽 소스에 대해서 효율적인 링크 이용이 가능하게 된다.

그리고, 상기에서 본 발명의 특정한 실시예가 설명 및 도시되었지만 본 발명이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다.

이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 점망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 첨부된 특허청구범위 안에 속한다 해야 할 것이다.

이상에서 설명한 바와같은 본 발명은 비교적 간단힌 하드웨어를 통해 최대 셀율과 트래픽의 확률분포 함수를 기반으로 하는 호출허용 제어 기법을 이용하여 실시간 제어를 하면서도 임의 트래픽 소스에 대해서 효율적인 링크 이용이 가능하고 또한, 트래픽 과 진입을 사전에 예방하여 교환기의 과부하를 방지할 수 있으며, 또한, 간단한 비교동작을 통해 호출 진입시 소요되는 제어시간의 감소로 통신품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 최대 셀율을 가지는 호출 요구 시에 그 최대 셀율과 이용 가능한 여분의 가용대역폭과의 크기를 비교하여 연결 수락 여부를 결정하고 링크 용량값을 출력하는 호출허용 제어수단, 상기 호출허용 제어수단에서 얻어진 링크 용량값에서 일정기간 마다 각각의 클래스에 해당하는 트래픽에 대한 모니터링 값을 구하는 서버수단, 상기 트래픽 모니터링값에 의해 셀분포함수를 구하고 이를 기초로 상기 가용대역폭을 계산하여 상기 호출허용 제어수단에 궤환시키는 용량할당 제어수단을 포함한 것을 특징으로 하는 트래픽 모니터링 기반 고속 호출허용 제어 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 호출허용 제어수단은, 상기 입력되는 최대 셀율과 상기 용량할당 제어수단에서 얻어진 가용대역폭의 크기를 비교하는 비교수단, 상기 비교수단에서 얻어진 가용대역폭과 최대 셀율을 가지고 새로운 가용대역폭을 계산하는 가용대역폭 연산수단을 포함한 것을 특징으로 한 트래픽 모니터링 기반 고속 호출허용 제어 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 용량할당 제어수단은, 상기 서버수단에서 얻어진 트래픽 모니터링값을 기초로하여 셀 분포함수를 구하는 셀율분배 판단수단, 상기 구한 셀분포함수를 기초로하여 가용대역폭을 판단하여 상기 호출허용 제어수단에 궤환시키는 유효 가용대역폭 판단수단을 포함한 것을 특징으로 한 트래픽 모니터링 기반 고속 호출허용 제어 장치.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 가용대역폭 연산수단은, 이전의 가용대역폭에서 최대 셀율을 감산하여 새로운 가용대역폭을 구하는 것을 특징으로한 트래픽 모니터링 기반 고속 호출허용 제어 장치.
5. 등가대역폭 계산에 필요한 파라메터들을 입력 받는 단계, 상기 파라메터 입후 상기 등가대역폭의 상한치와 하한치를 지정하는 단계, 상기 등가대역폭의 상한치와 하한치 사이의 중간값을 설정하는 단계, 상기 등가대역폭의 해당 갱신기간에서의 셀손실율을 계산하는 단계, 상기 계산된 셀손실율이 셀손실율 요구 조건 한계치 이하인가를 판단하는 단계, 상기 판단한 결과 셀손실율 요구 조건 한계치 이하이면 상기 계산된 등가대역폭을 출력하고 상기 셀손실율 요구 조건 한계치 이상이면 다음 셀을 계산에 추가하는 단계, 상기 추가된 셀손실율과 셀손실율 요구 조건 한계치와를 비교하여 이상이면 현재 지정된 등가대역폭을 하한치로 지정하는 단계, 상기 추가된 셀손실율이 셀손실율 요구 조건 이하이면 현재 지정된 등가대역폭을 상한치로 저정하는 단계, 상기 하한치 및 상한치 지정후 상기 카운팅된 셀의 수가 지정된값보다 큰가를 판단하여 작으면 상기 상한치, 하한치 지정단계 이후의 단계를 반복수행하고 크면 현재 지정된 등가대역폭의 상한치를 출력하는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 트래픽 모니터링 기반 고속 호출허용 제어 방법.
6. 새로운 호출의 연결 요청이 있는가를 검색하여 요청이 있으면 통신망에서 사용자가 이용할 수 있는 가용대역폭과 새로운 호출의 최대 셀율을 비교하는 단계, 상기 비교결과 가용대역폭이 최대 셀율 보다 작으면 호출연결을 거부하는 단계, 상기 비교결과 가용대역폭이 최대 셀율 보다 크면 호출의 연결을 허락하고 가용대역폭을 갱신하는 단계를 포함한 것을 특징으로 한 트래픽 모니터링 기반 고속 호출허용 제어 방법.