KR19990036711A - 삽입된 신호 상태 프로토콜을 이용하는 제어 아키텍쳐 - Google Patents

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마크 알도 보르도그나
필립 시드니 디에츠
요셉 엘리데 랜드리
제프리 로버트 토우네
워렌 클리프톤 쥬니어 트레스테드
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루센트 테크놀러지스 인크
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Abstract

중앙 집중화된 스위치 구조를 갖는 네트워크 요소는 삽입된 신호 상태 프로토콜에 기초하여 제어 시스템을 사용함으로써 설정된 수행 능력 요구를 충족시키면서 다중 스위칭 기능(multiple switching functions)을 지원할 수 있다. 일반적으로, 전송 경로 내의 각 입력 신호는 신호 상태 정보를 유도하도록 감시되며, 그 후 상기 신호 상태 정보는 입력 신호 내에서 개별적으로 인코드되고 삽입된다. 삽입된 신호 상태는 디코드되어, 필요하다면, 전송 경로 내의 임의의 지점에서 처리용 제어 로직(control logic)으로 입력으로서 제공될 수 있다. 중앙 집중화된 스위치 구조의 경우에 있어서, 제어 로직은 삽입된 신호 상태에 기초하여 단일 입력 신호의 어드레스를 결정하고 이 결정된 어드레스를 스위치 구조로 제공하여 적절한 입력 신호가 선택될 수 있도록 한다. 본 발명에 있어서, 제어 로직은 소정의 어플리케이션, 예를들면, "패쓰-인-라인(path-in-line)" 보호 스위칭을 지원하도록 구성될 것이며, 이에 따라 제어 로직의 각 구성은 상기 소정의 어플리케이션의 수행 능력 요구 사항을 지원하는 어플리케이션 제어 세트를 구성한다.

Description

삽입된 신호 상태 프로토콜을 이용하는 제어 아키텍쳐
관련 문헌
발명의 명칭이 "A Control Architecture for a Homogeneous Routing Structure"(Bordogna 4-7-8-2-3)인 미국 특허원 제 08/942,096호가 본원과 동시에 출원되었다.
발명의 분야
본 발명은 일반적으로 디지털 전송 네트워크에 관한 것으로, 특히, 네트워크 요소(network elements)에서 사용되는 스위치 구조(switch fabrics)와 같은 라우팅 구조의 삽입된 제어에 관한 것이다.
발명의 배경
동기 광학 네트워크/동기 디지털 계층(Synchronous Optical Network/Synchronous Digital Hierarchy; SONET/SDH) 표준안에 기초한 네트워크와 같은, 디지털 전송 네트워크는 광대역 통신 신호를 전송하기 위해 광범위하게 사용된다. 멀티플렉서, 디지털 교차 접속(cross-connect) 시스템 등과 같은 네트워크 요소는 이들 전송 네트워크에서 다중 스위칭 또는 라우팅 기능을 포함하는 다수의 상이한 어플리케이션을 지원하기 위해 사용된다. 본원에서 "스위칭", "라우팅", "선택" 및 "연결"이란 용어는 전송 경로 내에서 신호의 처리를 나타내기 위해 상호 교환적으로 사용된다. 다중 스위칭 기능을 갖는 어플리케이션의 일 예는 "패쓰-인-라인" 보호 스위칭인데, "가상 링(virtual rings)" 또는 "링-온-링(ring-on-ring)"으로도 언급되며, 양방향 라인 전환 링(bi-directional line switched rings; BLSR)을 통한 라인 스위칭과 단방향 경로 전환 링(unidirectional path switched rings; UPSR)을 통한 경로 스위칭을 포함한다. 이러한 형태의 어플리케이션을 지원하기 위해서, 몇 몇 네트워크 요소는, 스위치 구조와 같은 라우팅 구조를 포함하여 소정의 네트워크 어플리케이션용 전송 네트워크를 통해 신호를 스위칭하는데 필요한 연결을 제공한다. 중앙 집중화된 스위치 구조, 즉 단일이며 동질의 스위치 구조(a single, homogeneous switch fabric)는 통상적으로 사용되는 스위치 구조 형태의 일 예이다.
일반적으로, 종래 기술의 중앙 집중화된 스위치 구조용 제어 장치가 안고 있는 문제점은 제어 기능(control functions)의 복잡한 연결에 관련된다. 일 예로서 디지털 전송 네트워크를 사용하면, 인입 입력 신호에 대한 고장(fault) 검출 제어는 통상적으로 네트워크 요소의 포트 인터페이스(port interface)에서의 신호 감시로부터 유도되는 신호 상태에 기초한다. 신호 상태에 기초하여 스위치 구조 내에서 적절한 선택 결정(selection decisions)을 하기 위해서, 각각의 감시되는 입력 신호와 관련된 고장 검출 제어 기능(fault detection control functions)은 스위치 구조 제어 기능(switch fabric control function)과 결합되어야만 한다. 이러한 구성에서의 몇몇 주목할 만한 문제점은 여러 제어 기능 사이의 비효율적이고 시간 소모적인 교환과 제어 기능 사이에서 요구되는 광범위한 조정의 결과로서의 스위칭 지연이다. 이들 문제점은 스위치 구조가 네트워크 요소에서 수백 또는 수천 개의 입력 및 출력 라인을 지원할 때 더욱 복잡하게 된다. 특히, 스위치 구조 제어 기능은 이전의 임의의 선택 지점으로부터의 신호를 포함하는, 각각 개별적인 입력 신호에 대한 고장 검출 제어에 연결되어야만 한다. 따라서, 신호의 상태는 그들 각각의 입력으로 역추적 되어 다른 선택이 수행되기 전에 결정되어야 한다. 이러한 복잡한 결정 과정은 각각의 선택 지점에서 긴 분석 지연으로 나타나고, 그 결과 네트워크 요소의 수행능력을 저하시키게 된다.
경보 지시 신호(alarm indication signal)는 예를들면 SONET와 같은 몇 몇 종류의 네트워크에서 업스트림 결함(upstream defect)이 검출되었음을 다운스트림 장치로 경보하기 위해 사용된다. 그러나, 경보 지시 신호는 개별적인 유지 신호(separate maintenance signal)이고 특정 입력 신호에 대한 신호 상태, 예를들면, 속성 정보(quality information)를 유지하기 위해 사용되지는 않는다. 경보 지시 신호는 개별적인 입력 신호에 대해 네트워크를 통해 신호 상태를 전달하기 위해 사용되지 않고, 결과적으로, 각각의 입력 신호에 대한 신호 상태는 몇 몇 종류의 신호 감시 기능(signal monitoring function)을 사용하여 각각의 후속하는 스위칭 지점에서 여전히 "재발견(rediscover)" 되어야 한다. 또한, 경보 지시 신호는 SONET 내에서 사용되는 모든 고장 지시기(failure indicators)에 대해 생성되는 것은 아니며 비-SONET 신호 상태 정보를 수용하도록 구성되지도 않는다. 이러한 제한점을 고려해볼 때, 경보 지시 신호 형태 계획(alarm indication signal-type scheme)에 기초한 제어 장치는 스위칭 지점을 통해 전송된 신호의 상태를 결정하기 위한 효과적인 수단을 제공하지 않는다.
중앙 집중화된 스위치 구조를 갖는 네트워크 요소는 삽입된 신호 상태 프로토콜(embedded signal status protocol)에 기초하여 간단한 제어 시스템을 사용함으로써 설정된 수행능력 요구 사항을 충족시키면서 다중 스위칭 기능을 지원할 수 있다. 일반적으로, 전송 경로 내의 각각의 입력 신호는 신호 상태 정보를 유도하기 위해서 감시되는데, 이것은 그 다음 입력 신호 내에서 개별적으로 인코드되고 삽입된다. 삽입된 신호 상태는, 필요하다면, 디코드되어 전송 경로 내의 임의의 지점에서의 처리용 제어 로직(control logic)으로 입력으로서 제공된다. 중앙 집중화된 스위치 구조의 경우에 있어서, 제어 로직은 삽입된 신호 상태에 기초하여 단일 입력 신호의 어드레스를 결정하고 이 결정된 어드레스를 스위치 구조로 제공하여 적절한 입력 신호가 선택되도록 한다. 본 발명에 있어서, 제어 로직은 임의의 소정 어플리케이션, 예를들면, "패쓰-인-라인" 보호 스위칭을 지원하도록 구성될 수 있는데, 여기서 각각의 제어 논리 구조는 특정 어플리케이션의 수행 능력 요구 사항을 지원하는 어플리케이션 제어 세트를 구성한다.
각각의 입력 신호에 대한 신호 상태를 인코딩하고 이 상태를 어플리케이션 제어 세트 내의 적절한 제어 로직으로 제공함으로써, 중앙 집중화된 스위치 구조의 제어는 네트워크 요소 내의 다른 제어 기능과는 분리될 수 있다. 또한, 신호 상태가 각각의 입력 신호와 함께 전송되기 때문에, 신호 상태는 각각의 선택 결정에서 국부적으로 이용 가능하다. 결과적으로, 신호 상태를 추적하고 결정하기 위해서 이전의 스위치 지점을 통한 어떠한 분석도 필요 없게 된다. 또한, 신호 감시 기능의 제어도 본 발명에서 덜 복잡하게 되는데, 그 이유는 신호 상태가 네트워크 요소 내의 모든 스위치 지점에서 재발견될 필요가 없기 때문이다. 특히, 삽입된 신호 상태는 인터페이스 경계에서 신호 감시에 의해 결정된 후 여러 스위치 지점을 통해 전송되고 전송 경로 내의 임의의 지점에서 직접적으로 추출 가능하다.
본 발명의 제어 시스템은 또한 넓은 범위의 상태 제어를 제공하는데 이것에 의해 전송 신호에 대해 현재 공지된 모든 속성 레벨(quality level) 및 고장 조건이 입력 신호의 데이터 스트림과 함께 인코딩용 인라인 코드(in-line codes)로 매핑될 수 있다. 중요하게는, 프로토콜이 임의의 수의 다른 고장과 현재 시스템에서 통상적으로 사용되는 속성 코드(quality codes) 이상의 속성 코드를 수용하기 위해 확장될 수 있다. 본 발명은, AIS 계획을 사용하는 시스템과 같이, 현재 시스템에서 제공되는 상태 제어보다 훨씬 넓은 범위의 상태 제어를 제공한다.
첨부된 도면과 연계하여 본 발명에 대한 하기의 상세한 설명으로부터 본 발명을 더 잘 이해할 수 있을 것이다. 도면에서 유사 부분은 유사한 도면 부호로 표기되었다.
도 1a는 네트워크 요소에서 스위치 구조로 제어를 제공하기 위한 전형적인 종래 기술의 시스템을 간략화한 도면.
도 1b는 도 1a에 도시된 제어 기능의 단순화된 블록도.
도 2는 본 발명의 원리에 따른 스위치 구조를 위한 분리된 제어 장치의 단순화된 블록도.
도 3은 본 발명에서 제어 기능과 스위치 구조간의 신호 교환을 설명하는 단순화된 블록도.
도 4a는 본 발명의 삽입된 신호 상태 프로토콜 구현의 단순화된 기능도.
도 4b는 도 4a에 도시된 삽입된 신호 상태 프로토콜의 실질적인 구현의 확대도.
도 5는 본 발명의 원리를 구체화하는 다중-단 구성 제어 장치(multi-stage fabric control arrangement)의 단순화된 구현도.
♠도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명♠
100, 200 : 네트워크 요소 101 : 포트 인터페이스
102, 202 : 스위치 구조 103 : 포트 인터페이스
104 : 복합 제어 요소 204 : 제어 요소
210 : 라우팅 요소(선택기) 400 : 인터페이스부
401 : 신호 스위치/선택기부 402 : 기준율 신호(BRS)
430 : 선택기 435 : 선택 로직
501 : 어플리케이션 전용 어드레스 결정 기능
510 : 선택기 장치 511 : 도메인 제어 기능
소정의 전송 경로 상에 결함 또는 고장이 존재하는 경우에도 통신이 유지될 수 있도록 SONET/SDH 네트워크에서 보호 스위칭 계획이 통상적으로 사용되는 것은 공지되어 있다. SONET/SDH에서 사용되는 네트워크 보호 계획 형태의 몇 몇 예는 양방향 라인 전환 링(BLSR), 단방향 경로 전환 링(UPSR), 듀얼 링 인터워킹(dual ring interworking; DRI), 및 1+1 설비 보호 등을 포함한다. 본 발명은 SONET/SDH에 기초한 전송 네트워크에서 "패쓰-인-라인" 보호 스위칭 어플리케이션에 대해 특히 적절하기 때문에, 이러한 어플리케이션에 기초하여 설명될 것이지만, 기술적인 분야에서 능숙한 자는 본원의 교시로부터 본 발명이 많은 다른 삽입된 제어 어플리케이션에서 사용될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
하기의 설명에서, "라우팅 구조(routing structure)"라는 용어는 라우팅, 스위칭, 또는 연결 신호에 대해 사용되는 종래 기술에서 공지된 모든 다양한 요소를 포괄하는 것으로 의도된 것이다. 라우팅 구조의 일 예는 디지털 전송 시스템용 네트워크 요소에서 사용되는 스위치 구조이다. 그러나, 라우팅 선택 또는 결정을 행하는 임의의 형태의 신호 인터페이스도 스위치 구조에 적절한 등가물일 것이다. 따라서, 상세한 설명 전체에 걸쳐 사용된 예는 설명을 위한 것이며 많은 다른 적절한 라우팅 구조가 본 발명과 연계해서 사용될 수 있을 것이다.
디지털 교차-접속 시스템(digital cross-connect systems; DCS)과 같은 네트워크 요소(NEs)는 통상적으로 다수의 포트 인터페이스와, 하나 이상의 스위치 기능(switch functions), 및 단일의 스위칭 어플리케이션을 구현하는 하나 이상의 제어 기능을 포함한다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 종래 기술의 네트워크 요소(100)는 네트워크로부터 신호를 수신하기 위한 포트 인터페이스1-x(101)와, 스위치 구조(102), 스위치 구조(102)로부터의 신호를 전달하기 위한 포트 인터페이스(103), 및 네트워크 요소 내의 모든 포트 및 스위치 기능을 제어하기 위한 복합 제어 요소(104)를 포함한다. 포트 인터페이스1-x(101) 각각은 통상적으로 인입 신호의 신호 상태를 감시하기 위한 신호 감시 요소(105)를 포함한다. 앞서 설명된 바와 같이, 이러한 아키텍쳐를 갖는 종래 기술의 시스템은 복합 제어 요소(104) 내의 연결 제어와 관련하는 많은 단점뿐만 아니라 인입 신호에 대한 신호 상태 정보를 전송할 수 없다는 단점도 갖는다.
도 1b는 도 1a의 복합 제어 요소(104)의 확대도인데, 전형적인 보호 스위칭 계획에서 사용될 수 있을 것이다. 복합 제어 요소(104)는 구조 제어(fabric control; 110)뿐만 아니라 고장 검출 제어1-x(111)와 같은 비구조 제어(non-fabric controls)를 포함하는데, 고장 검출 제어(111)는 입력 신호(1 내지 x) 각각에 대해 제공된다. 동작 시, 보호스위칭 결정은 신호 상태가 각각의 입력 신호에 대한 고장 검출 제어1-x(111)를 통해 결정될 때까지 구조 제어(110)에 의해 수행되지 않을 것이다. 고장 검출 제어1-x(111)는 통상적으로 포트 인터페이스1-x(101) 내의 신호 감시 요소(105)에 또한 연결된다. 따라서, 복합 제어 요소(104)는 포트 인터페이스1-x(101)와 네트워크 요소(100)의 스위치 구조(102)에 대해 완전하게 연결된다. 앞서 설명한 바와 같이, 이러한 아키텍쳐를 갖는 종래 기술의 시스템은 선택 결정에서 여러 제어 기능들 사이에 요구되는 광범위한 조정과 관련된 지연의 관점에서 많은 단점을 갖는다. 요컨데, 현재의 시스템은 중앙 집중화된 스위치 구조를 사용하여 보호 스위칭 장치용 다중 스위칭 및 교차-접속 기능을 지원하는 수행능력이 최적화된 제어 아키텍쳐를 제공하지 않는다.
본 발명은 중앙 집중화된 스위치 구조용 제어 시스템 내에 삽입된 신호 상태 프로토콜을 통합함으로써 이러한 필요와 다른 필요를 충족시킨다. 다중 제어 기능이 선택 결정을 용이하게 하도록 밀접하게 연결될 필요가 없기 때문에 삽입된 신호 상태 프로토콜은 제어 장치의 복잡성을 감소시킨다. 일반적으로, 전송 경로 내의 각각의 입력 신호는 신호 상태 정보를 유도하도록 감시되고, 이것은 그 다음 개별적으로 인코드되고 입력 신호 내에 삽입된다. 삽입된 신호 상태는 디코드되고, 필요하다면, 전송 경로 내의 임의의 지점에서의 처리를 위한 제어 로직으로 입력으로서 제공된다. 제어 로직은 삽입된 신호 상태에 기초해서 모든 입력 신호 중에서 선택될 단일의 입력 신호에 대한 어드레스를 결정한다. 중앙 집중화된 스위치 구조의 경우에 있어서, 제어 로직에 의해 결정된 어드레스는 상기 결정된 어드레스에 대응하는 적절한 입력 신호를 선택하기 위해서 스위치 구조에 의해 사용될 것이다. 본 발명에 있어서, 제어 로직은 어떠한 소정의 어플리케이션도 지지하도록 구성될 수 있어서, 제어 로직의 각 구성은 특정 어플리케이션의 수행 능력 요구 사항을 지원하는 어플리케이션 제어 세트를 구성한다.
도 2는 디지털 전송 어플리케이션에서 사용되는 네트워크 요소와 관련한 본 발명의 일 실시예를 도시한다. 도시된 바와 같이, 네트워크 요소(200)는 네트워크로부터 신호를 수신하기 위한 포트 인터페이스1-x(201)와, 스위치 기능으로서 구현된 중앙 집중화된 스위치 구조(202)와, 스위치 구조(202)로부터의 신호를 전달하기 위한 포트 인터페이스(203), 및 스위치 구조(202)를 제어하기 위한 적어도 하나의 분리된 제어 요소(204)를 포함한다. 포트 인터페이스1-x(201)는 인입 신호를 감시하고 인입 신호의 상태를 인코딩하기 위한 신호 감시/인코딩 요소(205)를 포함할 수 있다. 포트 인터페이스1-x(201)는 인코드된 상태와 함께 신호를 스위치 구조(202)으로 전달한다. 따라서 포트 인터페이스1-x(201 및 203)는 스위치 구조(202)와 여러 입력 및 출력 신호 사이에서 인터페이스 기능을 제공하기 위해 사용된다. 도시된 바와 같이, 제어 요소(204)는 종래 기술의 배치와는 달리 포트 인터페이스1-x(201 및 203)로부터 분리된다. 본 발명에 있어서, 제어 요소(204)는 각각의 입력 신호에 대한 신호 상태 정보를 수신하도록 적응되고 또한 선택 결정을 달성하기 위해서 스위치 구성(202)으로 제어 입력을 제공하도록 적응된다. 하기의 설명에서 더욱 상세히 논의될 것이지만, 제어 요소(204)쪽으로 향하는 하방향 화살표(down arrow)는 신호 상태 정보, 예를들면 인입 신호에 대한 속성 정보를 나타내고, 제어 요소(204)로부터의 상방향 화살표(up arrow)는 선택 결정을 위한 제어 입력을 나타낸다.
스위치 구조(202) 내에서의 특정 선택 기능에 국부적인 신호 상태 정보만이 적절한 선택 결정을 행하기 위해 사용된다는 점에서 스위치 구조(202)는 국부적으로 제어된다. 이러한 국부적인 제어는 삽입된 신호 상태를 사용함으로써 본 발명에서 달성되는데, 여기서 신호 상태 정보는 스위치 구조(202)로의 각각의 입력에 대한 신호 데이터와 함께 인코드된다. 결과적으로, 신호 상태 정보는 신호 데이터와 함께 네트워크 요소를 통해 전달되며, 결과적으로, 선택 결정은 이전에 선택된 입력 신호를 역추적하여 신호 상태를 결정하지 않으면서 수행된다.
도 3은 제어 요소(204)와 스위치 구조(202) 사이의 기능적 신호 흐름(functional signal flow)의 확대도를 도시한다. 표현과 이해의 명확성을 위해서, 도 3은 스위치 구조(202)의 단일의 라우팅 소자(210)(예를들면, 선택기(210))를 도시한다. 그러나, 복잡한 하드웨어 및/또는 소프트웨어 구현을 갖는 많은 형태의 라우팅 구조가 스위치 구조(202)를 구현하기 위해 고안될 수 있음을 알아야 한다. 실시예는 하드웨어 선택기 어레이와, 링크 리스트뿐만 아니라 종래 기술에 능숙한 자에게 공지된 다른 수단을 포함할 수 있을 것이다. 도 3을 다시 참조하면, 상태 디코더(status decoder; SD; 431)는 각각의 입력 신호 내에서 전송되는 인코드된 상태 정보의 위치를 정하기 위해 각각의 선택기(210)의 입력으로 제공된다. 더욱 상세히 논의되겠지만, 상태 디코더(431)는 인코드된 상태 정보를 디코드하고 디코드된 상태 정보를 제어 요소(204)로 전달한다. 각각의 입력 신호의 인코드된 상태도 또한 입력 신호와 함께 선택기(210)로 전달됨을 주지해야 한다. 제어 요소(204)는 선택기(210)로의 제어 입력 신호를 생성하기 위해서 적절한 제어 로직을 사용한다. 제어 요소(204)로부터의 상방향 화살표에 의해 도시된 제어 입력 신호는 스위치 구조(202)에서 선택기(210)에 의해 선택될 특정 입력 신호의 어드레스를 포함한다. 제어 입력 신호에 응답하여, 선택기(210)는 구조(202)로부터 적절한 출력 신호를 출력(switch out)한다.
스위치 구조(202)로 제어 입력 신호를 제공하기 위해서, 제어 요소(204)는 각각의 입력 신호에 대한 삽입된 신호 상태에 기초하여 특정 입력 신호의 어드레스를 결정하는 제어 로직을 포함한다. 제어 요소(204)는 선택기의 다중 단과 "패쓰-인-라인" 보호 스위칭과 같은 특정 응용에 대한 수행 능력 표준에 기초하여 단일 입력 신호의 어드레스를 결정하도록 선택적으로 구성되는 관련된 도메인(domain) 제어 요소를 포함할 것이다. 본원에서 참조로 통합되고 발명의 명칭이 "A Control Architecture for a Homogeneous Routing Structure"(Bordogna 4-7-8-2-3)인 미국 특허원 제 08/942,096호는 제어 요소(204)를 구현하기 위한 한 접근 방식을 설명한다.
하기에 설명되는 바와 같이, 각각의 입력 신호와 관련된 삽입된 신호 상태 정보는 제어 또는 스위칭 동작동안 제거되지 않고, 결과적으로, 신호 상태는 시스템에 걸쳐 보존된다. 종래 기술의 제어 장치와 비교해서, 본 발명의 삽입된 신호 상태 프로토콜은 포트 인터페이스에서 임의의 형태의 고장 검출 제어를 갖는 제어 요소(204)를 조정할 필요가 없도록 한다. 따라서, 스위치 구조의 제어는 다른 제어 기능으로부터 완전히 분리될 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 삽입된 신호 상태 프로토콜을 상세히 도시한다. 도 4a는 신호 상태가 어떻게 입력 신호 내에 삽입되는지를 도시하는 단순화된 흐름도이다. 일반적으로, 입력 신호는 신호 감시/인코딩 요소(205)의 신호 감시 요소(410)와 상태 인코딩 요소(420) 둘 다에 제공된다. 선정된 고장 조건 또는 다른 수행 능력 표준에 기초하여, 신호 감시 요소(410)는 신호 상태를 상태 인코딩 요소(420)로 출력한다. 상태 인코딩 요소(420)는 신호 감시 요소(410)에 의해 제공된 신호 상태 정보를 삽입하고 입력 신호로부터의 데이터를 자신의 삽입된 신호 상태 정보와 함께 출력한다. 기술적인 분야에서 능숙한 자는 신호 감시 요소(410)와 상태 인코딩 요소(420)가 기술적인 분야에서 공지된 기술을 사용하여 구현될 수 있다는 것을 인식할 것이다.
이제 도 4b를 참조하면, 본 발명의 삽입된 신호 상태 프로토콜의 사용을 보다 상세하게 도시하고 있다. 특히, 도 4b는 신호 인터페이스부(400)와 신호 스위치/선택기부(401)를 도시한다. 이들 블록은 동일한 섀시(chassis) 내에 함께 위치하거나 또는 분리된 섀시 내에 위치할 수 있다. 도 2에 도시된 실시예와 비교하여, 신호 인터페이스부(400)는 포트 인터페이스(201)의 몇 몇 기능을 포함할 것이고 신호 스위치/선택기부(401)는 스위치 구조(202)와 제어 요소(204)의 몇 몇 기능을 포함할 것이다. 인터페이스부(400)는 m 채널의 n 입력 신호, 예를들면, BRS1,1내지 BRSn,m으로 명명된, 베이스율 신호(base-rate signals; BRS)를 수신하는 것으로 도시되었는데, 여기서 BRSn,m은 m 채널의 n BRS를 나타낸다. 공지된 바와 같이, 베이스율 신호는 기본율(fundamental rate) 또는 기본 구조의 신호이며, 이것은 더 높은 율 및/또는 보다 복잡한 신호를 생성하기 위해서 다른 유사한 기본율 신호와 결합될 수 있다.
인터페이스부(400) 내에서, 각각의 BRS(402)는 독립적인 속성 감시기(quality monitor; 410)를 구비하는데, 본원에선 MON1,1내지 MONn,m으로 도시되었으며, MONn,m은 m 채널의 n BRS용 속성 감시기를 나타낸다. 속성 감시기(410)는 자신의 각 BRS(402)의 속성 및/또는 상태를 측정하기 위한 것이다. 속성 감시기(401)는 관련된 BRS(402)에 대한 BRS 속성을 각각의 신호 상태 인코드 기능에 보고하는데, 본원에서 상태 인코더(SE; 420)로 도시되어 있다. 본 발명에 있어서, 많은 상이한 속성 및/또는 상태 레벨이 상태 인코더(420)의 인코딩에 유효하다. 다르게 말하면, 어쩌면 각각이 상이한 상태 조건(예를들면, 속성, 시간에 관련된 파라미터 등)을 나타내는 많은 상이한 상태 코드가 신호와 함께 인코드될 수 있을 것이기 때문에, 본 발명의 삽입된 신호 상태 프로토콜은 넓은 범위의 상태 조건을 지원한다. 상태 인코더(420)는, 각각의 BRS(402)의 속성 또는 상태를 나타내는 인코드된 값과 함께, 인코드된 값을 각각의 BRS(402)에 삽입한다. (상기 시스템의 아키텍쳐적인 한계 내의) 이러한 점으로부터, BRS(402)는 그 원래의 데이터를 자신의 인코드된 상태와 함께 포함할 것이다. 이와 같이, 신호 상태는 상기 시스템을 통해 전송되어, 상기 시스템 내의 임의의 후속하는 단에서 신호 상태를 "재발견"할 필요를 제거한다. 예를들면, 종래 기술의 시스템에 대해서, 신호는 다음 선택 결정이 행해지기 전에 자신의 신호 상태를 "재발견"하기 위해서 임의의 후속하는 입력 포트에서 통상적으로 다시 감시되어야 한다. 또한, 본 발명은 제어 기능 사이에서 정보를 공유하기 위해 시스템 및/또는 복잡한 제어 구조 전체에 걸쳐 기능을 감시해야할 필요가 있는 종래 기술의 시스템과 비교해서 시스템에 신호가 먼저 입력되는 인터페이스 경계에서의 감시를 허용한다.
도시된 바와 같이, 스위치/선택기부(401)는 m BRS 채널에 대응하는 m 선택기(430)를 포함하는 m 채널 기준율 신호 선택기이다. 각 선택기(430)는 n BRS(402) 입력으로부터 선택한다. 본원에서 상태 디코더(SD; 431)로 구현되는 신호 상태 디코드 기능은 각각의 BRS(402) 내에서 전송되는 인코드된 상태 정보의 위치를 지정하고, 필요하다면 인코드된 상태 정보를 디코딩하며, 디코드된 상태 정보를 선택 로직(435)으로 전송하기 위해 각 선택기(430)로의 각 입력에 제공된다. 선택 로직(435)은 자신의 제어 하에서 선택기(430)와 관련된 모든 입력의 질을 평가하고 선택기(430)로 하여금 가장 적절한 입력을 선택하도록 명령을 전송할 것이다. 도 2 및 도 3과 비교해서, 도 4b의 선택 로직(435)은 제어 요소(204)의 동등한 작업을 수행한다. 상태 디코더(431)가 BRS(402)로부터 인코드된 상태 정보를 제거하지 않고, 그 결과 각 선택기(430)의 출력은 상기 신호에 대한 원래의 BRS 데이터를 인터페이스부(400)에서 삽입된 인코드된 상태와 함께 포함한다.
인코드된 상태 정보가 입력에서 출력으로 BRS(402)와 함께 전송되기 때문에, 이러한 아키텍쳐는 모든 스위칭 결정이 각 스위치/선택기부(401)에서 국부적으로 수행될 수 있다. 특히, 이러한 아키텍쳐는 복잡한(중첩) 제어 구조를 사용하는 기능부 전체에 걸쳐 신호 상태 정보를 공유해야할 필요가 없도록 한다. 또한, 이러한 아키텍쳐는 중앙 집중화되거나 분산될 수 있는 스위칭의 다중 레벨 또는 다중 단을 직접적으로 지원한다.
상술된 바와 같이, 본 발명의 원리에 따른 삽입된 신호 상태 프로토콜은 공통의 제어 구조 또는 분할 제어 장치(segmented control arrangement)를 사용하는 중앙 집중화된 스위치 구조에 대해 사용될 수 있다. 예를들면, 삽입된 신호 상태 프로토콜은 본원에 참조로 통합되고 발명의 명칭이 "A Control Architecture for a Homogeneous Routing Structure"(Bordogna 4-7-8-2-3)인 미국 특허원 제 08/942,096호에 상술된 분할 제어 장치에 잘 적용된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 선택 로직(435)은 다중 단의 어플리케이션 전용 어드레스 결정 기능(multi-stage application specific address resolution functions; 501)으로 구성될 수 있다. 각각의 어플리케이션 전용 어드레스 결정 기능(501)은 스위치 구성(202)으로의 단일 입력을 결정하도록 선택적으로 구성될 수 있는 제어 로직을 포함한다. 특히, 각각의 어플리케이션 전용 어드레스 결정 기능(501)은 적절한 수의 선택기(510) 장치와 관련된 도메인 제어 기능(domain control functions; 511)과 함께 선택적으로 구성되는 다수의 로직 단을 포함할 수 있다.
분할 제어 어플리케이션에 대해서, 스위치 구조(202)는 1∼WA의 입력으로 표현되는 다수의 입력(Si)을 수신하고, 1∼YA의출력으로 표현되는 다수의 출력(So)을 생성한다. 어플리케이션 전용 어드레스 결정 기능(501)은 출력(So)의 수와 동일한 어플리케이션 전용 어드레스 결정 기능(501)의 수를 갖는 스위치 구조(202)에 결합되어 스위치 구조(202)로의 각각의 1∼WA의 제어 입력이 1∼YA의출력(So) 중 하나에 독립적으로 매핑된다. 각각의 1∼WA의입력에 대한 어드레스 정보와 신호 상태 정보는 어플리케이션 전용 어드레스 결정 기능(501)에 입력으로서 제공된다. 어플리케이션 전용 어드레스 결정 기능(501)은 1∼WA의 입력으로부터 어드레스와 신호 상태 정보를 수신하도록 적응되고 신호 상태 정보에 기초하여 신호 제어 입력을 생성하는 선택 기능을 수행하도록 더 적응된다. 통상적으로, 스위치 구조(202)로 제공되는 신호 제어 입력은 스위치 구성(202)에 의해 선택될 입력 신호의 어드레스를 포함할 것이다. 각각의 어플리케이션 전용 어드레스 결정 기능(501)이 서로 독립적이기 때문에, 각각의 어플리케이션 결정 기능(501)은 신호 출력(So)의 "결정된" 제어를 제공하도록 구성될 수 있다. 사실상, 스위치 구조(202)는 어플리케이션 전용 어드레스 결정 기능(501)과 1∼YA의 출력 사이의 1 대 1 관련 때문에 "채널화"된다. 이와 같이, 스위치 구조(202)는, 스위치 구조의 각 "채널"이 개별적인 어플리케이션을 지원하기 때문에, 중앙 집중화된 스위치 구조(202)에 대해 병렬적으로 1∼YA의개별적인 어플리케이션을 동시에 지원할 수 있다.
상기 상술된 특정 실시예는 단지 본 발명의 원리를 나타내는 것임을 알 수 있을 것이다. 기술적인 분야에서 능숙한 자는 본 발명의 영역과 취지를 벗어나지 않으면서 구조에 기초한(fabric-based) 원격 통신 어플리케이션일 수도 있고 아닐 수도 있는 다른 다수의 어플리케이션에 대한 다른 적절한 구현을 고안할 수 있을 것이다. 예를들면, 본 발명은 자동차에서 사용되는 센서 시스템이나 또는 설비를 통해 연장하는 데이터 경로를 따라 주변 지점에 위치된 센서를 사용하는 경보/감시 시스템에 적절할 것이다. 센서로부터의 상태는 신호와 결합되어 필요하다면 제어 센터와 같은 중앙 처리 지점에 의해 적절하게 사용되도록 전송될 수 있다. 또한, 신호 상태는 많은 다른 방법, 예를들면 원격 측정 채널(telemetry channel)을 사용함으로써, 또는 신호 데이터의 진폭 주파수, 또는 위상을 등을 변조함으로써 신호 데이터와 결합될 수 있다. 또한, 삽입된 신호 상태는 스위칭 결정 외에도 사용될 수 있다. 예를들면, 본 발명은 삽입된 신호 상태가 다중 스팬(multi-span), 직렬 전송 경로에서 고장을 관리하기 위해 사용되는 고장 분리, 식별 및/또는 분할 어플리케이션에 사용될 수 있다. 일반적으로, 삽입된 제어 메커니즘을 사용하는 것이 유익한 임의의 어플리케이션이 본 발명에 후보가 될 것이다. 따라서, 본 발명의 영역이 하기의 특허청구범위에만 제한되는 것은 아니다.

Claims (15)

  1. 전송 경로 내의 다수의 입력 신호로부터 유도되는 제어 정보를 제공하기 위한 시스템에 있어서,
    상기 다수의 입력 신호 각각의 데이터를 감시하기 위한 수단과;
    상기 감시된 데이터에 기초하여 상기 다수의 입력 신호 각각에 대한 신호 상태 정보를 유도하기 위한 수단과;
    상기 다수의 입력 신호 각각에 대한 상기 신호 상태 정보를 개별적으로 인코딩하기 위한 수단과;
    상기 개별적으로 인코드된 신호 상태를 상기 다수의 입력 신호 각각의 상기 데이터에 삽입하기 위한 수단과;
    상기 다수의 입력 신호 각각의 상기 개별적으로 인코드된 신호 상태 정보를 디코딩하기 위한 수단; 및
    상기 디코드된 신호 상태 정보에 기초하여 제어 결정을 수행하기 위한 수단을 포함하며,
    상기 개별적으로 인코드된 신호 상태 정보는 상기 다수의 입력 신호 각각에 유지되어 상기 전송 경로를 통해 전송되고, 상기 신호 상태 정보는 상기 전송 경로 내의 임의의 후속하는 지점에서 직접적으로 추출 가능한 제어 정보 제공 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 개별적으로 인코드된 신호 상태 정보는 신호 상태 파라미터의 결합을 나타내는 다수의 인라인 상태 코드를 전송할 수 있는 제어 정보 제공 시스템.
  3. 다수의 입력 신호를 수신하고 적어도 하나의 출력 신호를 제공하도록 적응된 전송 경로에서 다중 선택 기능을 제어하기 위한 시스템에 있어서,
    상기 입력 신호 각각에 신호 상태 정보를 삽입하기 위한 수단; 및
    상기 전송 경로에 연결되고, 상기 삽입된 신호 상태 정보에 응답하여 상기 각각의 입력 신호와 함께 전송되며, 국부 입력으로서 상기 삽입된 신호 상태 정보를 수신하기에 적합하고, 상기 국부적으로 수신된 삽입된 신호 상태 정보에 기초해서 단일 제어 입력 신호를 결정하도록 동작 가능한 적어도 하나의 어플리케이션 제어 세트로서, 상기 삽입된 신호 상태 정보가 다수의 신호 상태 코드를 전송할 수 있으며, 상기 제어 입력 신호가 상기 다수의 입력 신호 중 하나에 대한 어드레스 정보를 포함하는, 적어도 하나의 어플리케이션 제어 세트를 포함하며,
    상기 다수의 입력 신호 중 상기 하나는 상기 제어 입력 신호에 응답하여 선택되고,
    상기 제어 입력 신호는 상기 적어도 하나의 출력 신호와 관련되고, 상기 적어도 하나의 어플리케이션 제어 세트는 상기 관련된 제어 입력 신호와 상기 적어도 하나의 출력 신호를 통해 상기 전송 경로에서 상기 다중 선택 기능의 하나를 독립적으로 제어할 수 있는 다중 선택 기능 제어 시스템.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 신호 상태 정보를 삽입하기 위한 수단은,
    상기 다수의 입력 신호 각각의 데이터를 감시하기 위한 수단과;
    상기 감시된 데이터에 기초하여 상기 다수의 입력 신호 각각에 대한 상기 신호 상태 정보를 유도하기 위한 수단과;
    상기 다수의 입력 신호 각각에 대한 상기 신호 상태 정보를 개별적으로 인코딩하기 위한 수단; 및
    상기 개별적으로 인코드된 신호 상태 정보를 상기 다수의 입력 신호 각각의 상기 데이터와 결합하기 위한 수단을 포함하고,
    상기 개별적으로 인코드된 신호 상태 정보는 상기 다수의 입력 신호 각각의 상기 데이터와 함께 상기 전송 경로를 통해 전송되고, 상기 개별적으로 인코드된 신호 상태 정보는 상기 전송 경로 내의 임의의 선택 지점에서 직접적으로 추출 가능한 다중 선택 기능 제어 시스템.
  5. 제 3항에 있어서, 상기 적어도 하나의 어플리케이션 제어 세트 각각은 다중 단 어플리케이션 전용 어드레스 결정 수단을 포함하고, 상기 다중 단 어플리케이션 전용 어드레스 결정 수단은,
    적어도 하나의 선택기 수단; 및
    상기 적어도 하나의 선택기 수단에 연결되어, 상기 신호 상태 정보에 기초하여 상기 적어도 하나의 선택기 수단에 대한 적절한 제어 신호를 생성하기 위한 적어도 하나의 도메인 제어 수단으로서, 상기 제어 신호가 선택된 입력 신호에 대한 어드레스 정보를 포함하는, 적어도 하나의 도메인 제어 수단을 포함하고,
    상기 적어도 하나의 선택기 수단과 상기 적어도 하나의 도메인 제어 수단은 단일 어플리케이션을 지원하도록 선택적으로 구성될 수 있는 다중 선택 기능 제어 시스템.
  6. 다중 라우팅 어플리케이션을 지원하며, 다수의 입력 신호에서 다수의 출력 신호를 선택하도록 적응된 라우팅 요소를 구비하는 네트워크 요소의 제어 시스템에 있어서,
    각각의 상기 입력 신호 내에 신호 상태 정보를 삽입하기 위한 수단; 및
    상기 라우팅 요소에 독립적으로 연결되고, 상기 삽입된 신호 상태 정보에 응답하여 각각의 상기 입력 신호와 함께 전송되는 다수의 어플리케이션 제어 세트로서, 상기 다수의 어플리케이션 제어 세트 각각은 국부 입력으로서 상기 삽입된 신호 상태 정보를 수신하도록 적응되고, 상기 삽입된 신호 상태 정보에 기초하여 상기 라우팅 요소에 대한 단일 제어 입력 신호를 결정하기 위한 제어 중재기 수단(control arbiter means)을 포함하며, 상기 삽입된 신호 상태 정보가 다수의 신호 상태 코드를 전송할 수 있고, 상기 제어 입력 신호 각각이 상기 다수의 입력 신호의 하나에 대한 어드레스 정보를 포함하는, 다수의 어플리케이션 제어 세트를 포함하고,
    상기 라우팅 성분은 상기 각각의 제어 입력 신호에 응답하여 상기 다수의 입력 신호의 하나를 선택하며,
    상기 제어 입력 신호의 수가 상기 다수의 출력 신호의 수와 동일하게 되도록 상기 제어 입력 신호 각각은 상기 다수의 출력 신호의 하나와 일 대 일로 관련되고, 상기 어플리케이션 제어 세트 각각은 상기 라우팅 요소에서 상기 다수의 라우팅 어플리케이션의 하나를 독립적으로 제어하도록 동작할 수 있는 제어 시스템.
  7. 제 7항에 있어서, 상기 다수의 어플리케이션 제어 세트 각각은 다중 단 어플리케이션 전용 어드레스 결정 수단을 포함하고, 상기 다중 단 어플리케이션 전용 어드레스 결정 수단은,
    적어도 하나의 어플리케이션 선택 단을 포함하는 전용 구성에서 서로 연결된 다수의 선택기 수단; 및
    상기 다수의 선택기 수단에 연결되고, 상기 삽입된 신호 상태 정보에 응답하여 상기 다수의 선택기 수단에 대한 적절한 제어 신호를 생성하도록 동작할 수 있는 다수의 개별적인 도메인 제어 수단으로서, 상기 제어 신호 각각이 선택된 입력 신호에 대한 어드레스 정보를 포함하는, 다수의 개별적인 도메인 제어 수단을 포함하고,
    상기 어플리케이션 정용 어드레스 결정 수단 내의 상기 특정 구성에서의 상기 다수의 선택기 수단과 상기 다수의 도메인 제어 수단의 집합체(aggregation)는 단일 어플리케이션을 지원하도록 선택적으로 구성될 수 있는 제어 시스템.
  8. 제 7항에 있어서, 신호 상태 정보를 삽입하기 위한 상기 수단은,
    상기 다수의 입력 신호 각각의 데이터를 감시하기 위한 수단과;
    상기 감시된 데이터에 기초하여 상기 다수의 입력 신호 각각에 대한 상기 신호 상태 정보를 유도하기 위한 수단과;
    상기 다수의 입력 신호 각각에 대한 상기 신호 상태 정보를 개별적으로 인코딩하기 위한 수단; 및
    상기 개별적으로 인코드된 신호 상태 정보를 상기 다수의 입력 신호 각각의 상기 데이터와 결합하기 위한 수단을 포함하고,
    상기 개별적으로 인코드된 신호 상태 정보는 상기 다수의 입력 신호 각각의 상기 데이터와 함께 상기 네트워크 요소를 통해 전송되며, 상기 개별적으로 인코드된 신호 상태 정보는 상기 네트워크 요소 내부 및 외부의 임의의 지점에서 직접적으로 추출 가능한 제어 시스템.
  9. 제 7항에 있어서, 상기 라우팅 요소는 다중 스위칭 기능을 지원하는 스위치 구조(switch fabric)를 포함하는 제어 시스템.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 스위치 구조는 SONET에 기초한 디지털 전송 네트워크에서 패쓰-인-라인 보호 스위칭을 지원하는 제어 시스템.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 다수의 선택기 수단 중 선택된 수단은 양방향 라인 전환 링(bi-directional line switched ring; BLSR)과 관련되고 상기 BLSR 선택기 수단과 관련된 상기 다수의 도메인 제어 수단 중 선택된 수단은 라인 스위칭 제어를 제공하도록 동작할 수 있으며, 상기 다수의 선택기 수단 중 다른 선택된 수단은 단방향 경로 전환 링(unidirectional path switched ring; UPSR)과 관련되고 상기 UPSR 선택기 수단과 관련된 상기 다수의 도메인 제어 수단 중 다른 선택된 수단은 경로 스위칭 제어를 제공하도록 동작할 수 있는 제어 시스템.
  12. 전송 경로 내의 다수의 입력 신호로부터 유도된 제어 정보를 제공하기 위한 방법에 있어서,
    상기 다수의 입력 신호 각각의 데이터를 감시하는 단계와;
    상기 감시 단계에 기초하여 상기 다수의 입력 신호 각각에 대한 신호 상태 정보를 유도하는 단계와;
    상기 다수의 입력 신호 각각에 대한 상기 신호 상태 정보를 개별적으로 인코딩하는 단계와;
    상기 개별적으로 인코드된 신호 상태 정보를 상기 다수의 입력 신호 각각의 상기 데이터에 삽입하는 단계와;
    상기 다수의 입력 신호 각각의 상기 개별적으로 인코드된 신호 상태 정보를 디코딩하는 단계; 및
    상기 디코드된 신호 상태 정보에 기초하여 제어 결정을 수행하는 단계를 포함하며,
    상기 개별적으로 인코드된 신호 상태 정보는 상기 다수의 입력 신호 각각에 유지되어 상기 전송 경로를 통해 전송되고, 상기 신호 상태 정보는 상기 전송 경로 내의 임의의 후속하는 지점에서 직접적으로 추출 가능한 제어 정보 제공 방법.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 인코딩 단계는 인라인 상태 코드를 매핑하는 단계를 포함하고, 상기 개별적으로 인코드된 신호 상태 정보는 신호 상태 파라미터의 결합을 나타내는 다수의 인라인 상태 코드를 전송할 수 있는 제어 정보 제공 방법.
  14. 다수의 입력 신호에서 다수의 출력 신호를 선택하도록 적응된 라우팅 요소에서 다중 라우팅 어플리케이션을 제어하기 위한 방법에 있어서,
    다수의 개별적인 어플리케이션 세트를 상기 라우팅 요소에 독립적으로 연결하는 단계와;
    상기 입력 신호 각각에 신호 상태 정보를 삽입하는 단계와;
    국부 입력으로서 상기 삽입된 신호 상태 정보를 상기 다수의 개별 어플리케이션 제어 세트 각각에 제공하는 단계; 및
    다수의 신호 상태 코드를 전송할 수 있는 삽입된 신호 상태 정보에 응답하여 상기 다수의 개별 어플리케이션 제어 세트 각각으로부터 특정 입력 신호에 대한 어드레스 정보를 포함하는 단일의 제어 입력 신호를 결정하고,
    상기 특정 입력 신호로부터 상기 제어 입력 신호 각각이 일 대 일로 대응하는 상기 다수의 출력 신호의 하나를 선택함으로써
    상기 라우팅 요소에서 상기 다중 어플리케이션의 하나를 독립적으로 제어하도록 상기 다수의 개별 어플리케이션 제어 세트 각각을 동작시키는 단계를 포함하는 다중 라우팅 어플리케이션 제어 방법.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 삽입 단계는,
    상기 다수의 입력 신호 각각의 데이터를 감시하는 단계와;
    상기 감시 단계에 기초하여 상기 다수의 입력 신호 각각에 대한 신호 상태 정보를 유도하는 단계와;
    상기 다수의 입력 신호 각각에 대한 상기 신호 상태 정보를 개별적으로 인코딩하는 단계와;
    상기 개별적으로 인코드된 신호 상태 정보를 상기 다수의 입력 신호 각각의 상기 데이터와 결합하는 단계; 및
    상기 신호 상태 정보를 상기 라우팅 요소를 통해 전송하는 단계를 포함하며,
    상기 신호 상태 정보는 상기 라우팅 요소의 내부 및 외부의 임의의 지점에서 직접적으로 추출 가능한 다중 라우팅 어플리케이션 제어 방법.
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