KR19990034352A

KR19990034352A - 가변비트율 실시간 서비스를 위한 동기식 잔여시간 스탬프 전송방법

Info

Publication number: KR19990034352A
Application number: KR1019970055930A
Authority: KR
Inventors: 김덕년
Original assignee: 전주범; 대우전자 주식회사
Priority date: 1997-10-29
Filing date: 1997-10-29
Publication date: 1999-05-15

Abstract

본 발명은 가변비트율 실시간 서비스를 제공함에 있어서 수신측에서의 동기 재생을 위한 동기식 잔여시간 스탬프 방법에 관한 것이다.

이러한 본 발명의 방법은, 가변비트율 실시간 데이터의 송·수신시 수신측에서 클럭원을 재생할 수 있도록 송신측이 SAR-PDU를 이용하여 데이터와 함께 동기 정보를 전송함에 있어서, SAR-PDU 헤더의 순서번호가 홀수인 SAR-PDU의 CSI를 지시자로 하여, 상기 CSI가 '1'이면 SAR-PDU 유료부하의 첫 번째 바이트에 잔여시간 스탬프(RTS) 정보를 전송한다. 따라서, 잔여시간 스탬프 정보를 여러 개의 SAR-PDU에 나누어 전달하는 고정비트율 실시간 서비스와 달리 본 발명의 방법은 잔여시간 스탬프(RTS) 정보를 하나의 SAR-PDU에 실어 전달함으로써 동기 정보를 전달하기 위한 오버헤드를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

가변비트율 실시간 서비스를 위한 동기식 잔여시간 스탬프 전송방법(Method of transmitting a synchronous residual time stamp for variable bit rate realtime service)

본 발명은 비동기 전달모드(ATM: Asynchronous Transfer Mode) 통신방식에서신호원 클럭 재생에 관한 것으로, 특히 가변비트율 실시간 서비스를 제공함에 있어서 동기식 잔여시간 스탬프(SRTS: Synchronous Residual Time Stamp)를 전송하기 위한 방법에 관한 것이다.

일반적으로, ATM통신방식이란 ATM셀(cell)을 비동기식 시분할 다중화(ATDM: Asynchronous Time Division Multiplexing)하여 통신하는 방식으로 셀단위로 전송한다는 점에서 종래의 패킷(packet) 통신방식과 유사하나 ATM통신방식에서는 실시간 및 항등비트율의 신호까지를 취급하며 국부적인 지역망은 물론 거대한 공중망에 사용되기 위하여 국제표준화 기구에 의해 표준화된 통신방식이다.

이러한 ATM통신방식은 ATM셀을 기본으로 통신하는 바, 사용자의 긴 메세지는 ATM셀로 분할되어 송신되고, 수신된 ATM셀들은 다시 하나의 메세지로 재결합되어 상위 사용자에게 전달된다. ATM셀은 5 바이트의 헤더(H:Header)구간과 48 바이트의 사용자 정보구간으로 구분되고, 5바이트의 헤더는 사용자망접면(UNI:User Network Interface)에서의 헤더 구조와 망노드접면(NNI:Network Node Interface)에서의 헤더구조로 구분되며, 사용자망접면(UNI)에서의 해더구조는 제1 바이트가 4 비트의 일반흐름제어(GFC:Generic Flow Control)와 4 비트의 가상경로 식별번호(VPI:Virtual Path Identifier)로 이루어지고, 제2 바이트가 4비트의 가상경로 식별번호(VPI)와 4 비트의 가상채널 식별번호(VCI:Virtual Channel Identifier)로 이루어지며, 제3 바이트는 8 비트의 가상채널 식별번호(VCI)로 이루어지고, 제4 바이트는 4 비트의 가상채널 식별번호(VCI)와 3 비트의 유료부하형태(PT:Payload Type)와 1비트의 셀포기순위(CLP:Cell Loss Priority)로 이루어지며, 제5 바이트는 8 비트의 헤더오류제어(HEC:Header Error Control)로 이루어진다.

여기서, 3 비트의 유료부하형태중 마지막 비트는 사용자비트(AUU:ATM_USER to ATM_USER)로서 AAL 5 프로토콜에서 유용하게 사용되며 첫번째 비트가 1일 경우 운용관리용 부하형태(OAM:Operations, Administration, and Management)를 나타내며 개략적인 의미는 다음 표 1과 같다.

비트 패턴	내 용
100	OAM 링크 관련 셀(cell)
101	OAM 종단(end-to-end)간 관련 셀
110	자원(Resource) 관리 셀
111	예비용

또한, 망노드접면(NNI)에서의 헤더구조를 살펴보면, 앞서 설명한 사용자망접면(UNI)의 첫번째 바이트에 있는 일반흐름제어(GFC)가 가상경로 식별번호(VPI)로 사용되는 것을 제외하고는 사용자망접면(NNI)의 헤더구조와 동일한 것을 알 수 있다.

이러한 ATM통신방식은 다음 표 2에서와 같이 계층적인 구조를 이루고, 각각의 계층별로 표준화된 기준을 가지고 있다.

계 층	부 계 층	기 능
상위계층	-	상위계층기능
ATM 적응계층	수렴(CS) 부계층	수렴기능
ATM 적응계층	분할 및 재결합(SAR)	분할기능 및 재결합기능
ATM 계층	-	일반흐름제어 및 셀 헤더처리기능
물리계층	전송수렴(TC)	HEC신호발생 및 추출기능
물리계층	물리매체	비트시간정보기능

상기 표 2에서와 같이 ATM통신방식은 물리계층, ATM계층, ATM적응계층(AAL:ATM Adaptation Layer), 상위 프로토콜 계층과 같이 수직적인 구조로 구분되고, AAL계층은 분할 및 재결합 부계층(SAR: Segmentation And Reassembly sublayer)과 수렴(CS:Convergence Sublayer) 부계층으로 다시 구분되며, 물리계층은 물리매체(PM)와 전송수렴(TC:Transmission Convergence) 부계층으로 다시 구분된다.

또한, ATM통신방식에서 사용자의 서비스에 따라 즉, 소스의 특성에 따라 다음 표 3과 같이 분리할 수 있다.

서비스의 종류	종단과의 시간관계	비트율	연결모드	서비스의 예
A종	실시간성	항등	연결성	항등율 영상신호
B종	실시간성	가변	연결성	가변율 영상신호
C종	비실시간성	가변	연결성	연결성 데이터
D종	비실시간성	가변	비연결성	비연결성 데이터

상기 표 3에서와 같이 B-ISDN에서 서비스의 종류는 소스의 성질에 따라 A∼D종으로 분류되는 바, A종 서비스는 실시간성, 항등비트율, 연결성의 서비스이고, B종 서비스는 실시간성, 가변비트율, 연결성의 서비스이고, C종 서비스는 비실시간성, 가변비트율, 비연결성의 서비스이고, D종 서비스는 비실시간성, 가변비트율, 비연결성서비스이다.

한편, 상기와 같은 서비스에 대응하는 AAL프로토콜은 다음 표 4와 같이 AAL1∼AAL5로 구분되는데, 종래에는 AAL1∼AAL4로 구분하였으나 AAL3과 AAL4가 유사한 점이 많아 AAL 3/4로 합쳐졌고, 고속 데이터통신을 위해 오버헤드를 줄인 AAL5가 제안되었다.

AAL 형태	대표적인 기능
AAL-1	항등비트율의 A종서비스를 지원
AAL-2	실시간성 가변비트율의 B종서비스를 지원
AAL-3/4	가변비트율의 C 및 D종 서비스를 지원
AAL-5	AAL-3/4기능을 간소화하여 고속서비스 지원

상기 표 4에 있어서와 같이, AAL계층은 서비스의 종류에 따라 해당서비스를 효율적으로 처리해 주기 위하여 AAL1, AAL2, AAL3/4, AAL5와 같이 수평적으로 구분되는 바, AAL 1 계층은 항등비트율의 실시간 서비스를 제공하며 수렴부계층(CS)과 분할 및 재결합 부계층(SAR)으로 다시 분할된다.

한편, 디지탈 통신에서는 송신기와 수신기 간에 "동기"를 맞추는 것이 통신의 기본이라 할 수 있는데, 이를 위하여 종래의 AAL 1 송신기에서는 서비스 클럭과 망으로부터 얻어낸 공통 기준클럭의 주파수 차이를 잔여시간 스탬프로 나타내는 동기식 잔여시간 스탬프(SRTS:Synchronous Residual Time Stamp) 방식을 이용하였다. 즉, AAL 1은 SAR-PDU 헤더의 첫번째 비트인 "CSI"비트 자리를 이용하여 RTS(Residual Time Stamp)를 직렬로 전송한다. 이때, 시퀀스번호(SN)가 모듈로 8로 동작하므로, 연속된 8개의 SAR-PDU에는 8비트의 "CSI"비트 자리가 남는데, RTS는 4 비트이므로 시퀀스번호가 홀수일 때만 RTS를 전송하고 짝수일 때는 "0"을 전송한다.

그런데, AAL 1은 고정비트율의 실시간 서비스를 주기적으로 전송하는데 비하여 가변비트율의 실시간 서비스를 제공하는 AAL 2에서는 전송되어야 하는 데이터의 양이 매순간마다 변하므로, 가변비트율 실시간 서비스에 있어서 보내야 할 데이터가 한동안 없을 수 있는 어느 시점에서 단지 4비트의 RTS 정보를 전달하기 위해서 순서번호가 홀수인 4개의 SAR-PDU를 사용하게 되면 오버헤드가 커지게 되는 문제점이 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 가변비트율 실시간 서비스를 위한 잔여시간 스탬프 정보를 전달함에 있어서 잔여시간 스탬프 정보를 전달하기 위한 오버헤드를 감소시키기 위한 가변비트율 실시간 서비스를 위한 동기식 잔여시간 스탬프 전송방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 실시간 서비스의 송신 메시지를 SAR 계층에서 47 바이트의 SAR-PDU 유료부하로 세그먼테이션한 후 AAL 타입1의 프로토콜에 따라 1 바이트의 SAR-PDU 헤더를 부가하되, 상기 실시간 서비스의 소스클럭을 상기 헤더의 시퀀스번호(SN)가 홀수인 4개 셀의 CSI에 각각 포함하여 전송하는 동기식 잔여시간 스탬프(SRTS) 전송방식에 있어서, 상기 실시간 서비스가 가변비트율 실시간 서비스일 경우, 상기 헤더의 시퀀스번호(SN)가 홀수인 SAR-PDU의 CSI를 '1'로 한 후, 하나의 SAR-PDU에 잔47바이트의 유료부하중 한 바이트에 잔여시간 스탬프(RTS) 정보를 실어 전달하는 것을 특징으로 한다.

도 1의 (가)는 AAL계층의 데이터 흐름 구조를 도시한 도면,

(나)는 AAL 1 SAR-PDU 데이터의 포맷를 도시한 도면,

도 2는 본 발명에 따른 가변비트율 실시간 서비스를 위한 SRTS 전송방법에 있어서SAR-PDU 데이터 포맷의 구조를 도시한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예에 대하여 자세히 살펴보기로 한다.

먼저, 고정비트율 실시간 서비스를 위한 동기 정보 전달에 대하여 살펴보기로 한다. 고정비트율 실시간 서비스를 위한 동기 정보 전달 방법에는 동기식 주파수 부호화 방법(SFET:Synchronous Frequency Encoding Technique)과 시간 스탬프 방법의 두가지가 있는데, 최근에 이 두 방법을 조합한 동기식 잔여시간 스탬프(SRTS:Synchronous Residual Time Stmap) 방식이 제안되었고, 이 밖에도 적응 클록 방법이 있다.

이러한 정보 전달 방법 가운데, 본 발명에 이용되는 동기식 잔여시간 스탬프(SRTS)에 대해서 살펴보기로 한다. 동기식 잔여시간 스탬프란, 네트웍으로부터 추출된 기준 클럭과 서비스 클럭과의 주파수 차에 대한 정보를 말하며, 고정된 시간 T 동안에 측정된 서비스 클럭 사이클의 수를 N이라 하고, 고정된 시간 T 동안의 측정된 네트웍 클럭을 Mq라 할 때, 송신측에서 Mq를 전송하면 수신측에서 클럭을 재생할 수 있다. 그런데, Mq는 정규(nominal) 부분과 잔여(residual) 부분으로 이루어져, 통상 정규 부분은 소정의 클럭으로 고정되나 잔여 부분은 양자화에 따른 영향으로 변화될 수 있다. 따라서 Mq의 정규 부분은 송신되지 않아도 수신측에서 재생될 수 있으므로, 송신시에 잔여 부분만 송신하면 수신측에서 정확하게 소스 클럭을 재생할 수 있게 된다.

이어서, 본 발명에 대한 이해를 쉽게 하기 위하여 AAL 계층에서의 데이터 구조 및 흐름을 도 1의 (가) 및 (나)를 참조하여 설명하기로 한다.

도 1의 (가)는 ATM 통신방식에서 AAL 1 프로토콜에 따른 각 계층간의 데이터 흐름을 도시한 개략도로서, 상위계층의 사용자 서비스 데이터 유니트(U-SDU)가 AAL서비스접속점(AAL-SAP: AAL-Service Access Point)을 통과한 후 AAL 서비스데이터단위(AAL-SDU)로 형성되어 FIFO에 저장되고, AAL 1 CS계층에서는 수렴 프로토콜단위(CS-PDU)를 형성한 후 분할 및 재결합(SAR)계층으로 FIFO를 통해 내려보낸다. AAL 1 SAR계층에서는 사용자가 전송하고자 하는 메세지에 따라 CS-PDU를 47바이트씩 분할한 후 1바이트의 헤더를 부가하여 분할 및 재결합 프로토콜단위(SAR-PDU)를 형성하여 ATM서비스접속점(ATM-SAP)을 거쳐 ATM계층으로 내려보낸다. ATM계층에서는 5 바이트의 ATM헤더를 부착하여 53바이트의 ATM셀을 형성한 후 물리계층의 광전송로를 통해 타 단말기 또는 ATM교환기로 송신한다.

즉, AAL 1 프로토콜은 고정비트율의 U-SDU를 관련 시간정보와 함께 동일한 비트율로 전달하며 정보원의 클럭정보가 수신측에서 추출 가능토록 하는 바, 수렴부계층에서는 고품질의 영상 또는 음향신호에 대해서 비트오류를 정정시킬 수 있는 기능을 제공하고, 분할 및 재결합부계층에서는 CS-PDU를 분할한 후 1바이트의 헤더를 부가하여 ATM계층으로 내려보낸다.

도 1의 (나)는 AAL 1 SAR-PDU 데이터 포맷의 구조를 도시한 도면으로서, 송신된 메세지는 47 바이트의 SAR-PDU 유료부하와 1 바이트의 헤더로 구분되는 바, 상기 헤더는 4비트의 시퀀스번호(SN:Sequence Number)와 4비트의 시퀀스번호보호(SNP:Sequence Number Protection)로 구분되고, 상기 시퀀스번호(SN)는 1비트의 수렴부계층식별자(CSI:Convergence Sublayer Indicator), 3비트의 시퀀스 카운트(SC:Sequence Count)로 나누어지고, 상기 시퀀스번호보호(SNP)는 3비트의 CRC와 1비트의 패리티(P)로 나누어진다.

여기서, 수렴부계층식별자(CSI)는 AAL 1수렴부계층으로부터 시그날링을 위해 사용되고, 순서카운트(SC)는 모듈로 8로 동작하는 카운터로서 각 셀 마다 하나씩 증가되어 전송중에 셀의 손실을 감지할 수 있도록 하고, CRC는 첫번째 니블(4비트)의 시퀀스번호에 대해 다항식 x³+ x + 1을 적용한 에러코드이고, 패리티(P)는 첫번째 7비트에 대한 짝수 패리티이다.

한편, 가변비트율의 실시간 서비스를 위한 동기 정보 전달을 위해서는 고정비트율의 실시간 서비스를 위한 동기식 잔여시간 스탬프를 가변비트율의 환경에 맞도록 변경하여야 한다.

도 2는 본 발명에 의한 가변비트율 실시간 서비스를 위한 SRTS 전송방법에 이용되는 AAL 2 SAR-PDU 데이터 포맷의 구조를 나타낸 것이다.

송신된 메세지는 47 바이트의 SAR-PDU 유료부하와 1 바이트의 헤더로 구분되며, 상기 헤더는 4비트의 시퀀스번호(SN:Sequence Number)와 4비트의 시퀀스번호보호(SNP:Sequence Number Protection)로 구분되고, 상기 시퀀스번호(SN)는 1비트의 수렴부계층식별자(CSI:Convergence Sublayer Indicator), 3비트의 시퀀스 카운트(SC:Sequence Count)로 나누어지고, 상기 시퀀스번호보호(SNP)는 3비트의 CRC와 1비트의 패리티(P)로 나누어진다.

본 발명에 의한 가변비트율 실시간 서비스를 위한 SRTS 전송방법은 SAR-PDU 헤더의 첫번째 비트인 CSI를 지시자로 이용하여 SAR-PDU 유료구간에 잔여시간 스탬프(RTS)를 전송한다. 즉, 시퀀스번호(SN)가 홀수(1,3,5,7)이고 CSI가 '1'일 경우, 도 2에 도시된 바와 같이 SAR-PDU 헤더의 4비트 시퀀스번호(SN)가 유료부하 필드의 47바이트 가운데 첫 번째 바이트가 잔여시간 스탬프 정보임을 지시한다. 이와 같이 하나의 SAR-PDU의 유료부하의 첫 번째 바이트에 잔여시간 스탬프 정보를 실어 전송하게 되므로, 콜 셋업(CALL SET UP)시에 잔여시간 스탬프의 크기를 필요에 따라 다르게 설정하는 것이 가능하다. 또한 본 발명에 따라 잔여시간 스탬프 정보를 전달하는 방식이 SDT(Structured Data Transfer)에서의 포인터 정보 전달방식과 유사하므로 SDT 방법과 병행하는 것이 가능하다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 방법은 가변비트율 실시간 서비스를 위한 잔여시간 스탬프 정보를 전달함에 있어서 여러 개의 SAR-PDU에 나누어 전달하지 않고 하나의 SAR-PDU에 실어 전달함으로써 잔여시간 스탬프 정보를 전달하기 위한 오버헤드를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims

실시간 서비스의 송신 메시지를 SAR 계층에서 47 바이트의 SAR-PDU 유료부하로 세그먼테이션한 후 AAL 타입1의 프로토콜에 따라 1 바이트의 SAR-PDU 헤더를 부가하되, 상기 실시간 서비스의 소스클럭을 상기 헤더의 시퀀스번호(SN)가 홀수인 4개 셀의 CSI에 각각 포함하여 전송하는 동기식 잔여시간 스탬프(SRTS) 전송방식에 있어서,

상기 실시간 서비스가 가변비트율 실시간 서비스일 경우, 상기 헤더의 시퀀스번호(SN)가 홀수인 SAR-PDU의 CSI를 '1'로 한 후, 하나의 SAR-PDU에 잔47바이트의 유료부하중 한 바이트에 잔여시간 스탬프(RTS) 정보를 실어 전달하는 것을 특징으로 하는 가변비트율 실시간 서비스를 위한 동기식 잔여시간 스탬프 전송방법.