KR19990081801A - 서비스 제어 포인트의 서비스 데이터 품질을 이용하여에이티엠 아키텍처를 통해 데이터 셀을 루팅하는 장치 및 그 방법a - Google Patents

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Abstract

본 발명은 ATM 네트워크를 통해 호(乎)를 루팅하는 ATM 네트워크용의 ATM 스위치 컨트롤러를 제공하고, 상기ATM 스위치 컨트롤러는, (1) 상기 ATM 네트워크의 다수의 ATM 스위치로 부터 수신된 QoS 데이터와 폭주 레벨 데이터중 최소 하나의 데이터를 저장하기 위한 데이터 베이스와; (2) 상기 다수의 ATM 스위치들중 제 1 ATM 스위치로 부터 호 요구를 수신하고 상기 다수의 ATM 스위치들중 상기 제 1 ATM 스위치에 인접하는 제 2 ATM 스위치에 대한 호 루트 연결을 선택하는 루트 선택 컨트롤러를 구비하고, 상기 호 루트 연결은 상기 데이터 베이스에 저장된 상기 제 2 ATM 스위치의 QoS 데이터와 폭주 레벨 데이터중 최소 하나의 데이터에 응답하여 선택된다.

Description

서비스 제어 포인트의 서비스 데이터 품질을 이용하여 에이티엠 아키텍처를 통해 데이터 셀을 루팅하는 장치 및 그 방법
본 발명은 스위칭 장치, 특히 데이터를 셀을 루팅하기 위해 ATM 스위치로 부터 측정된 서비스 데이터 품질(measured quality of service data)을 이용하는 ATM 아키텍처에 관한 것이다.
본 발명은 "SYSTEM AND METHOD IN AN ATM SWITCH FOR DYNAMICALLY ROUTING DATA CELLS USING QUALITY OF SERVICE DATA(ATM 스위치에서 서비스 데이터의 품질을 이용하여 데이터 셀을 동적으로 루팅하는 시스템 및 그 방법)이라는 발명의 명칭의 미국 특허 출원번호 : 09/061,430 (1998년 4월 16일)에 개시된 기술에 관한 것으로서, 본 명세서에서 참고로 언급된다.
정보 시스템은 다수의 유저들을 지원하는 중앙 집중형 메인프레인 컴퓨터 시스템에서 부터 LAN(local area network: 근거리 통신망) 아키텍처에 기초한 분산형 컴퓨터 시스템에 이르기 까지 발전되어 왔다. 데스크탑 PC 및 네트워크 서버를 위한 가격-대-처리 능력비가 급격히 저하됨에 따라, LAN 시스템은 가격면에서 매우 효과적인 것으로 판명되었다. 그 결과, LAN 및 LAN 기반 애플리케이션의 수가 폭발적으로 증가하였다.
LAN의 인기가 증가함에 따라, 결과적으로 원격 LAN, 컴퓨터 및 다른 장비들이 WAN(wide area network: 광역 통신망)에 상호연결됨으로써 유저들이 보다 많은 자원을 이용할 수 있게 되었다. 그러나, LAN 백본은 유저들간에 비교적 짧은 거리에 대해서만 높은 대역폭 속도로 데이터를 전송할 수 있다. 먼 거리에 있는 장치들을 상호 연결하기 위해, 다양한 통신 프로토콜이 개발되었다. 또한, LAN의 인가가 증가함에 따라 초고속의 데이터 전송을 요구하는 애플리케이션의 수도 증가하였다. 화상 회의(video conferencing)와 같은 애플리케이션은 데이터를 전송하기 위해 많은 양의 대역폭을 요구하고 비교적 스위칭 지연을 허용하지 않는다.
스위칭 지연의 가능성이 적은 통신 프로토콜의 고속화에 대한 요구에 부응하여 ATM 원격통신 표준이 개발되었다. ATM은 원래 광대역 공중 전화망을 위한 서비스로서 고안된 것이다. 비록, ATM용으로서 가장 인기가 있는 애플리케이션은 주로 비디오 및 멀티미디어 정보의 고속 전송을 위해 고안되었지만, 지금까지는 데이터 전송을 위해 고안되었다. ATM은 대규모 비지니스 네트워크 및 광역 네트워크의 백본으로 널리 사용되고 있다.
ATM은 높은 성능을 위해 고속의 패킷 스위칭 기술을 이용하여 50 Mbps∼10 Gbps의 속도를 제공한다. ATM은 "셀(cell)"이라고 불리우는 고정 길이가 짧은 패킷을 사용한다. 셀은 5 바이트의 헤더/디스크립터 정보(header/descriptor information) 및 48-바이트 페이로드(payload)의 음성, 데이터또는 영상 트래픽(video traffic)를 포함하는 53-바이트 패킷으로 구성된다. 상기 헤더 정보는 상기 셀들을 최종 수신지(final destination)에 보내기 위한 ATM 네트워크 경로(network path)에 스위치를 구성하는데 사용되는 루팅 태그(routing tags) 및/또는 멀티-캐스트 그룹 번호(multi-cast group numbers)를 포함하고 있다.
ATM 네트워크의 구현을 위해 많은 수의 패킷 스위칭 아키텍처가 개발되었다. 그 중 한가지 패킷 스위칭 아키텍처로서 공지된 다단 결합망(MIN; multistage interconnection network)은 N개의 입력 포트중 한 입력 포트로 부터 N개의 출력 포트중 하나 이상의 출력 포트로 수신되는 패킷을 루팅(routing: 경로 지정)하는 스위칭 구조(switching fabric)를 포함한다. 상기 다단 결합망은 다중단(多衆段; multiple stage)으로 배열되는 스위칭 요소군(groups of switching elements)을 포함한다. 각 단은 입력 패킷이 루팅되는 출력을 선택하기 위해 패킷(또는 셀) 헤더의 하나이상의 비트를 이용한다. 이러한 형태의 루팅은 "자기-경로지정(self-routing)"으로 공지되어 있다.
프레임 릴레이 및 다른 기술의 능력이상의 추가 대역폭에 대한 고객의 요구에 힘입어 대다수의 원격 통신 캐리어를 통해 ATM 서비스를 고객들에게 제공할 수 있게 되었다. ATM 서비스는 ATM 기술의 작은 셀 크기와 엄청난 속도로 인해 느린 대기 시간과 예측가능한 스루풋을 지닌다. 이러한 이유로 말미암아 ATM 서비스는 음성 및 영상과 같은 혼합 데이터 형태를 처리하는 네트워크에서는 바람직하다. ATM 애플리케이션의 예로서는 종래의 데이터 전송, 이미징(imaging), 전체-동작 영상(full-motion video) 및 멀티미디어를 들수 있다.
ATM 서비스의 한가지 중요한 특징은 각 고객의 요구에 부응하기 위해 특정한 QoS(Quality of Service: 서비스 품질) 레벨을 확립할 수 있는 능력에 있다. QoS 요건은 실시간 오디오(real-time audio), 실시간 비디오(real-time video)과 같은 시간 지연에 민감한 애플리케이션에서는 중요하고, 인터넷 전화에서는 덜 중요하다. 광대역 접속에 있어서, 엔드-투-엔드 접속(end-to-end connection) 방식의 QoS는 특히, CBR(constant bit rate: 콘스턴트 비트 레이트) 및 RT-VBR(real-time variable bit rate: 실시간 가변 비트 레이트) 트래픽 접속인 경우에 매우 중요하다.
ATM 셀이 ATM 네트워크를 통해 취할 수 있는 경로는 여러 가지 다양한 공지된 루트 선택 알고리즘(route selection algorithms)에 의해 결정될 수도 있다. 일반적으로, 이들 종래의 루트 선택 알고리즘은 "정적(static)" 루팅 테이블에 기초하며, 현재 자원(예컨대, 스위치) 폭주(congestion)또는 소정의 중요한 QoS인자를 고려하지 않는다. 많은 경우에, 전체 ATM 망또는 적어도 상기 ATM 망의 주용부를 통해 선택되는 루트는 경로를 따라 중간 스위치의 QoS 조건 및 동적 이상폭주(dynamic traffic congestion) 레벨을 고려하지 않고 소스 스위치(source switch)에 의해 선택된다.
스위치의 루트 선택 알고리즘에 의해 이미 확립된 연결을 통해 엔드 유저(end users)의 QoS 요건을 만족시킬 수 있는지의 여부를 검증하는 프로토콜은 종래기술에서 존재한다. 만약, 확립된 연결을 통해 엔드-유저의 요구를 충족시키지 못한다면, 상기 프로토콜은 스위치로 하여금 상기 연결을 종료시키도록 한다. 이때, 상기 루트 선택 알고리즘은 또다른 푸트를 선택해야 하고 상기 QoS 요건은 재검증되어야 한다. 종래의 알고리즘은 ATM 네트워크를 통한 초기의 루트 선택시에 QoS 데이터/통계를 사용하려고 하지 않는다.
따라서, 최초 연결 시도시 ATM 네트워크를 통해 최적의 루트를 선택할 수 있는 향상된 ATM 스위치 아키텍처에 대한 필요성이 대두되었다. 특히, 최초 연결 시도시 ATM 네트워크를 통해 최적의 루트를 선택하기 위해 적절한 QoS 데이터를 이용하는 향상된 ATM 스위치 아키텍처에 대한 필요성도 대두되었고, 또한, 최초 연결 시도시 ATM 네트워크를 통해 최적의 루트를 선택하기 위해 가장 최근의 이상 폭주 및 QoS 데이터를 이용하는 향상된 ATM 스위치 아키텍처에 대한 요구가 대두되었다.
따라서, 상기와 같은 종래기술의 단점을 해결하고자, 본 발명의 주목적은 ATM 네트워크에 위치하는 ATM 스위치내의 QoS 데이터 및 가장 최근의 폭주 데이터를 이용하여 상기 ATM 네트워크에서의 SVC(switched virtual circuit: 상대방 선택 접속) 및 PVC(permanent virtual circuit: 상대방 고정 접속)의 호/연결 설정 시간(call/connection setup time)을 개선시키는데 있다.
본 발명의 또다른 목적은 엔드 유저의 QoS 요건을 만족시킬 ATM 네트워크에서의 SVC또는 PVC를 위한 루트를 선택하는 결정론적 방법을 제공하는데 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전형적인 ATM 스위치 아키텍처 100 을 도시한 블록도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전형적인 QoS 셀 200의 ATM 셀 헤더를 도시한 블록도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른, 도 2에 도시된 전형적인 QoS 셀 200의 셀 페이로드의 QoS 데이터 및 이상폭주(traffic congestion) 데이터를 보다 상세히 도시한 블록도.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 각각의 ATM 스위치 111-114에 대한 전형적인 아키텍처를 도시한 블록도.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 서비스 제어 포인트또는 네트워크 관리 시스템을 위한 전형적인 아키텍처를 도시한 블록도.
도 6은 본 발명의 양호한 실시예에 따른 ATM 스위치 루트의 대역폭 사용 가능도 및 QoS 요건 적합성을 검증하기 위한 루트 선택 알고리즘을 나타낸 플로우챠트.
상기한 목적은, ATM 네트워크의 ATM 스위치와 SCP(service control point: 서비스 제어 포인트) 사이 혹은 ATM 스위치와 NMS(network management server: 네트워크 관리 서버)사이 또는, ATM 네트워크의 인접 ATM 스위치사이의 특수 용도의 연결부에 의해 달성된다. 상기 특수 용도 연결부는 인접 ATM 스위치사이 또는, ATM 스위치와 SCP사이 혹은 ATM 스위치와 NMS사이에 확립되는 VCC(virtual channel circuit: 가상 채널 회선) 연결부를 구비한다. 상기 VCC 연결부는 예컨대, 송신 ATM 스위치와 같은 다른 ATM 스위치에 관한 선택 QoS 데이터 및 ATM 스위치 선택 이상 폭주 데이터를 수신인에게 전송하는데 사용된다. 또한, 상기 VCC 연결부는 상기 ATM 네트워크의 ATM 스위치에 관한 선택 QoS 데이터 및 선택 이상 폭주 데이터를 SCP 또는 NMS로 전송하는데 사용된다.
따라서, 본 발명의 양호한 일실시예에 따라, ATM 네트워크를 통해 호(乎)를 루팅하는 ATM 네트워크용의 ATM 스위치 컨트롤러가 제공되고, 상기 ATM 스위치 컨트롤러는,
(1) 상기 ATM 네트워크의 다수의 ATM 스위치로 부터 수신된 QoS 데이터와 폭주 레벨 데이터중 최소 하나의 데이터를 저장하기 위한 데이터 베이스와;
(2) 상기 다수의 ATM 스위치들중 제 1 ATM 스위치로 부터 호 요구를 수신하고 상기 다수의 ATM 스위치들중 상기 제 1 ATM 스위치에 인접하는 제 2 ATM 스위치에 대한 호 루트 연결을 선택하는 루트 선택 컨트롤러를 구비하고,
상기 호 루트 연결은 상기 데이터 베이스에 저장된 상기 제 2 ATM 스위치의 QoS 데이터와 폭주 레벨 데이터중 최소 하나의 데이터에 응답하여 선택되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따라, 상기 루트 선택 컨트롤러는 상기 다수의 ATM 스위치로 부터 수신된 QoS 데이터와 폭주 레벨 데이터중 최소 하나의 데이터를 포함하는 QoS 셀을 검출할 수 있다.
상기 제 2 스위치의 QoS 데이터와 폭주 레벨 데이터중 최소 하나의 데이터는 상기 제 2 ATM 스위치상의 특정 포트와 관련이 있다.
본 발명의 또다른 일실시예에 따라, 상기 루트 선택 컨트롤러는 만약, 상기 ATM 스위치상의 특정 포트와 관련이 있는 상기 QoS 데이터와 상기 폭주 레벨 데이터중 최소 하나의 데이터가 상기 호 요구와 관련이 있는 QoS 요건과 필적되는 경우 상기 선택된 호 루트 연결을 선택한다.
본 발명의 또다른 일실시예에 따라, 상기 ATM 스위치 컨트롤러는 SS7 네트워크의 서비스 제어 포인트에 배치된다.
본 발명의 또다른 일실시예에 따라, 상기 선택된 호 루트 연결은 상대방 선택 접속이다.
본 발명의 또다른 일실시예에 따라, 상기 루트 선택 컨트롤러는 선택된 다수의 ATM 스위치를 통해 호 루트를 선택하고, 상기 선택된 다수의 ATM 스위치가 선택된 호 루트 연결을 형성하도록 사용가능한 호 루트 연결 데이터를 상기 선택된 다수의 ATM 스위치에 거의 평행하게 전송한다.
지금까지는 해당기술에 숙련된 자들이 이하에서 기술될 상세한 설명을 보다 잘 이해할 수 있도록 본 발명의 특징 및 기술적 장점을 광의적으로 개설(槪說)하였다. 본 발명의 특허청구 범위의 기술적 주제를 형성하는 본 발명의 추가적인 특징 및 장점들은 이하에서 설명될 것이다. 해당기술에 숙련된 자들은 본 발명의 동일한 목적을 수행하기 위한 다른 구조들을 수정또는 설계하기 위한 토대로서 개시된 개념 및 특정 실시예을 용이하게 사용할 수도 있다는 것을 인식해야 하고, 아울러 그러한 등가 구조들은 그 광의적인 형태로 본 발명의 사상 및 범위에서 일탈할 수 없다는 사실을 명확히 이해해야 한다.
상세한 설명을 기술하기에 앞서, 본 특허 명세서 전반에 걸쳐 사용되는 특정 어휘 및 구(句)에 대한 정의를 서술하는 것이 바람직하다: 즉, "구비하다(include)" 및 "포함하다(comprise)"라는 용어뿐만 아니라 그 파생어는 제한없이 포함(inclusion)의 의미를 뜻한다; "또는(or)"라는 용어는 및/또는 이라는 의미를 포함한다; "∼와 관련이 있는(associated with)" 및 "그와 관련이 있는(associated therewith)"뿐만 아니라 그 파생어들은 ∼을 포함하다, ∼내에 포함되다, ∼와 상호연결되다, ∼을 담고 있다, ∼내에 담겨있다, ∼에 연결하거나 ∼과 연결하다, ∼에 결합하거나 ∼과 결합하다, ∼와 통할 수 있는, ∼와 협력할 수 있는, ∼을 삽입하다, 반드시 ∼을 하기로 되어 있다, ∼을 가지다, ∼한 특성을 가지다 등의 뜻을 의미한다; "컨트롤러" 라는 용어는 최소 한 가지의 동작을 제어하는 장치, 시스템또는 그 부품을 의미하는 것으로서, 상기 장치는 하드웨어, 펌웨어또는 소프트웨어, 또는 상기 하드웨어, 펌웨어또는 소프트웨어중 최소 두 개의 조합으로 구현될 수도 있다. 어떤 특정 컨트롤러와 관련된 기능성은 국부적으로 설치할 것인지 혹은 원격지에 설치할 것인지의 여부에 따라 중앙집중 방식또는 분산 방식으로 구성될 수 있다. 어떤 어휘 및 구절에 대한 정의가 본 명세서에 전반에 걸쳐 마련되며, 해당기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자들은 대부분의 경우는 아니지만 많은 경우에 있어서 그러한 정의는 상기 정의된 용어들 및 구절에 대한 종래뿐아니라 미래 용도에 적용된다는 사실을 이해해야만 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하며, 도면전체를 통하여 동일한 부분에는 동일한 도면부호를 사용하기로 한다.
이하에서 논의될 도 1내지 도 5 및 본 명세서에서 본 발명의 원리를 설명하는데 사용되는 다양한 실시예들은 단지 예시적이며 본 발명의 범위를 제한하는 방식으로 파악해서는 안된다. 해당기술 분야에서 숙련된 자들은 본 발명의 원리가 적절하게 배치된 공정 설비로 구현될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전형적인 ATM 스위치 아키텍처 100를 도시한 것이다. ATM 스위치 아키텍처 100은 네트워크 링크 121-124에 의해 상호연결되는 인접 ATM 스위치 111-114를 포함한다. 본 명세서 전반에 걸쳐, "인접(adjoining)"이란 용어는 ATM 스위치 111-114에 대해서, ATM 스위치 111-114가 어떠한 중간 루팅 스위치없이 상호간에 직접 결합된다는 것을 의미한다. ATM 셀 패킷은 네트워크 링크 121을 가로지르는 ATM 스위치 111와 ATM 스위치 112사이에서; 네트워크 링크 122를 가로지르는 ATM 스위치 112와 ATM 스위치 113사이에서; 네트워크 링크 123을 가로지르는 ATM 스위치 113와 ATM 스위치 114사이에서; 그리고, 네트워크 링크 124를 가로지르는 ATM 스위치 114와 ATM 스위치 111사이에서 양방향으로 전송된다.
도 1의 전형적인 ATM 스위치 아키텍처 100에서, 네트워크 노드 101-108은 ATM 스위치 111-114에 연결되고, 이 ATM 스위치 111-114를 통해 데이터를 교환한다. 예컨대, 노드 102는 ATM 스위치 111, 112 및 113을 통해 노드 106와 양방향으로 통신할 수도 있다. 이와는 달리, 노드 102는 ATM 스위치 111, 114 및 113을 통해 노드 106과 양방향으로 통신할 수도 있다. 네트워크 노드 101-108은 데스크탑 PC(개인용 컴퓨터), 프린터, 네트워크 서버, 전화기, 화상 회의 장비등과 같은 엔드-유저 처리 장치를 포함할 수도 있고, 다른 ATM 스위치또는 네트워크 루터(network router) 및 브릿지(bridges)와 같은 또다른 데이터 전송 장치를 포함할 수도 있다.
또한, ATM 스위치 아키텍처 100은 SCP(service control point: 서비스 제어 포인트)130 및 NMS(network management system: 네트워크 관리 시스템)135를 구비한다. ATM 스위치 111-114는 네트워크 링크 141-144를 통해 SCP(서비스 제어 포인트) 130 및 NMS(네트워크 관리 시스템) 135에 연결된다. 상기 SCP(서비스 제어 포인트)의 설치목적 및 동작에 대해서는 종래기술에 이미 잘 공지되어 있다. 상기 SCP 130은 "800" 숫자 변환과 같은 고도의 네트워크 서비스를 전달하는데 필요한 변환 및 루팅 데이터를 제공하는 예컨대 시스템 시그널링 7 네트워크(System Signaling 7 network)내의 데이터 베이스를 포함한다. 상기 SCP 130에 의해 제공되는 고도의 네트워크 서비스는 다른 이유들중에서 새로운 서비스를 상기 ATM 네트워크속에 도입하는 것을 보다 용이하게 하기 위해 실질적인 ATM 스위치 111-114와 분리된다.
상기 NMS(네트워크 관리 시스템)135는 ATM 스위치 아키텍처 100를 감시하고, 제어하며 관리하는데 사용된다. 상기 NM (네트워크 관리 시스템)135 의 기능중에서 중요한 것은 상기 ATM 스위치 아키텍처 100에서 PVC(permanemt virtual circuit: 상대방 고정 접속) 연결을 확립하는 것이다. 이러한 PVC 연결은 SVC(switched virtual circuit: 상대방 선택 접속) 연결의 경우에서와 같이 시그널링 프로토콜보다는 상기 NMS 135에 의해 확립된다. PVC 연결은 노드 101-108중 임의의 두 개 노드사이에서 ATM 스위치 아키텍처 100을 가로질러 전용 회선의 등가회선을 제공한다. 일단 PVC 연결이 정의되면, 이 PVC 연결은 데이터가 전송되기 전에 더이상 셋업 동작을 필요로 하지않음은 물론, 데이터가 전송되기 전에 어떠한 해제 동작도 필요로 하지 않는다.
본 발명은 상기 ATM 스위치 아키텍처 100를 통해 데이터 루트의 선택시 QoS 데이터 및 이상 폭주 데이터를 사용하기 위한 두가지 실시예를 제공한다. 본 발명의 제 1 실시예에 따라, 각 ATM 스위치 111-114는 호를 연결하기 위한 루트를 선택하도록 인접 ATM 스위치로 부터 수집된 QoS 데이터 및 폭주 레벨 데이터를 내부적으로 사용한다. 본 발명의 제 2 실시예의 경우, 각 ATM 스위치 111-114는 요구중인 ATM 스위치에 대해 루트 선택 알고리즘을 수행하기 위해 상기 인접 ATM 스위치의 QoS 데이터 및 이상 폭주 데이터를 사용하는 SCP 130 및 NMS 135와 같은 외부 장치에 상기 QoS 데이터 및 이상 폭주 데이터를 제공한다.
따라서, 본 발명의 제 1 실시예에서, 각 ATM 스위치 111, 112, 113 및 114는 이상 폭주 데이터 및 특정 QoS 정보를 교환하기 위해 그 각각의 인접 스위치와의 VCC(virtual channel circuit: 가상 채널 회선)접속을 확립한다. 각각의 "특수용도"의 VCC 연결부는 VPI(virtual path identifier: 가상 경로 식별자)= 0 및 VCI(virtual channel identifier: 가상 채널 식별자)= 32를 사용한다. 예컨대, ATM 스위치 111은 VPI = 0, VCI = 32를 갖는 제 1 VCC 연결부를 사용하여 이상 폭주 데이터 및 QoS 데이터를 인접 스위치 112와 교환하고, VPI = 0, VCI = 32를 갖는 제 2 VCC 연결부를 사용하여 상기 이상 폭주 데이터 및 QoS 데이터를 인접 스위치 114와 교환한다.
ATM 스위치 111은 ATM 스위치 111상의 각 포트에 대해서 특수 용도의 "QoS 셀"을 만들어 낸다. 상기 QoS 셀은 ATM 스위치 111에 관한 이상 폭주 데이터 및 QoS 데이터를 ATM 스위치 112 및 114로 보내는데 사용된다. 상기 QoS 셀은 매 M(여기서, M은 스위치 구성 파라미터임) 초마다 한 번씩 인접 ATM 스위치 112 및 114로 보내진다. 또한, ATM 스위치 112는 ATM 스위치 112에 관한 QoS 데이터 및 이상 폭주 데이터를 포함하는 그 자신의 QoS 셀을 ATM 스위치 111( 및 ATM 스위치 113)로 매 N(여기서, N은 스위치 구성 파라미터임)초마다 한 번씩 보낸다. 이와 마찬가지로, ATM 스위치 113은 ATM 스위치 113에 관한 QoS 데이터 및 이상 폭주 데이터를 포함하는 그 자신의 QoS 셀을 ATM 스위치 112( 및 ATM 스위치 114)로 매 P(여기서, P는 스위치 구성 파라미터임)초마다 한 번씩 보낸다. 마지막으로, ATM 스위치 114는 ATM 스위치 114에 관한 QoS 데이터 및 이상 폭주 데이터를 포함하는 그 자신의 QoS 셀을 ATM 스위치 112( 및 ATM 스위치 114)로 매 Q(여기서, Q는 스위치 구성 파라미터임)초마다 한 번씩 보낸다. 상기 예에서, M, N, P 및 Q는 독립값이다. 따라서, 이들 값중 둘또는 그 이상의 값이 동일하거나, 혹은 그 어느값도 동일하지 않을 수도 있다.
각 ATM 스위치 111-114는 그 인접 ATM 스위치의 QoS 데이터 및 이상 폭주 데이터를 포함하는 데이터 베이스를 유지한다. 상기 데이터 베이스는 QoS 셀이 인접 스위치로 부터 수신될 때마다 갱신될 수도 있고, 혹은 수신 ATM 스위치의 구성에 따라 덜 빈번하게 갱신될 수도 있다.
본 발명의 제 1 실시예의 동작은 노드 101로 부터 ATM 스위치 111에 착신되어 노드 106을 지향하는 전형적인 음성 호출에 의해 설명될 수도 있다. 호출 설정 시간동안에 , ATM 스위치 111은 네트워크 구성 및 그 루팅 데이터 베이스에 근거하여 가능한 루팅 선택을 결정한다. 이러한 선택은 ATM 스위치 111 및 인접 STM 스위치 112 및 114와 다이얼이 맞추어진 수신지(즉, 노드 106)사이의 트렁크 설비(즉, 네트워크 링크 121-124)의 사용가능도에 기초하여 이루어진다. 만약, 호의 경로를 지정하기 위해 다중 선택이 이용되면, ATM 스위치 111은 상기 ATM 스위치 111의 데이터 베이스에 저장된 인접 스위치 112 및 114에 대해서 이상 폭주 데이터 및 QoS 데이터를 검사한다.
또한, 호 요구로 고객이 계약상 가입한 연결 방식이 지정된다. ATC(ATM Traffic Category: ATM 트래픽 카테고리)는 실시간 가변 비트 레이트, 비실시간 가변 비트 레이트, 이용가능한 비트 레이트, 콘스탄트 비트 레이트 등을 포함할 수도 있다. 요구된 연결 방식에 기초하여, ATM 스위치 111은 (ATM 스위치 112또는 ATM 스위치 114를 통해) 다중 이용 루트중 어느 루트가 그 순간에 최적의 루트인지를 결정한다. 최적의 루트가 선택된후에, ATM 스위치 111은 루트가 적당한 대역폭을 가지는 것을 보장함은 물론 노드 101에 의해 최초 요구된 CDV(peak-to-peak cell delay variation: 피크-투-피크 셀 지연 변화), 셀 전송 지연 및 셀 손실율과 같은 계약상 지정된 고객 QoS 요건을 확실하게 충족시키기 위해 ATM 스위치 112 및 ATM 스위치 114로 부터 새로 도착한 QoS 셀의 이상 폭주 데이터 및 QoS 데이터를 계속해서 검사한다. 각 ATM 스위치 111-114는 이러한 과정을 따르기 때문에, 루트선택 및 호(乎) 연결 확립에 요구되는 시간양이 최소화된다. 또한, 선택된 연결로 인해 고객의 계약상 QoS 및 이상 폭주 요건을 충족시킬 가능성은 상당히 높다.
본 발명의 제 2 실시예에서, 각 ATM 스위치 111, 112, 113 및 114는 이상 폭주 데이터 및 특정 QoS 정보를 전송하기 위해 SCP 130 및/또는 NMS 135와의 VCC(virtual channel circuit: 가상 채널 회선)접속을 확립한다. 각각의 "특수용도"의 VCC 연결부는 VPI(virtual path identifier: 가상 경로 식별자)= 0 및 VCI(virtual channel identifier: 가상 채널 식별자)= 32를 사용한다. 예컨대, ATM 스위치 111은 VPI = 0, VCI = 32를 갖는 제 1 VCC 연결부를 사용하여 이상 폭주 데이터 및 QoS 데이터를 상기 SCP 130에 전송하고, VPI = 0, VCI = 32를 갖는 제 2 VCC 연결부를 사용하여 상기 이상 폭주 데이터 및 QoS 데이터를 NMS 135에 전송한다.
앞에서와 마찬가지로, ATM 스위치 111은 ATM 스위치 111상의 각 포트에 대해서 특수 용도의 "QoS 셀"을 만들어 낸다. 상기 QoS 셀은 ATM 스위치 111에 관한 이상 폭주 데이터 및 QoS 데이터를 상기 SCP 130 및/또는 NMS 135로 보내는데 사용된다. 상기 QoS 셀은 매 M(여기서, M은 스위치 구성 파라미터임) 초마다 한 번씩 상기 SCP 130 및/또는 NMS 135로 보내진다. 또한, ATM 스위치 112는 ATM 스위치 112에 관한 QoS 데이터 및 이상 폭주 데이터를 포함하는 QoS 셀을 상기 SCP 130 및/또는 NMS 135로 매 N(여기서, N은 스위치 구성 파라미터임)초마다 한 번씩 보낸다. 이와 마찬가지로, ATM 스위치 113은 ATM 스위치 113에 관한 QoS 데이터 및 이상 폭주 데이터를 포함하는 QoS 셀을 상기 SCP 130 및/또는 NMS 135로 매 P(여기서, P는 스위치 구성 파라미터임)초마다 한 번씩 보낸다. 마지막으로, ATM 스위치 114는 ATM 스위치 114에 관한 QoS 데이터 및 이상 폭주 데이터를 포함하는 QoS 셀을 상기 SCP 130 및/또는 NMS 135로 매 Q(여기서, Q는 스위치 구성 파라미터임)초마다 한 번씩 보낸다. 상기 예에서, M, N, P 및 Q는 독립값이다. 따라서, 이들 값중 둘또는 그 이상의 값이 동일하거나, 혹은 그 어느값도 동일하지 않을 수도 있다.
각각의 SCP 130 및/또는 NMS 135는 ATM 스위치 111-114로 부터 수신된 QoS 데이터 및 이상 폭주 데이터의 데이터 베이스를 유지한다. 이들 데이터 베이스는 QoS 셀이 ATM 스위치들중 어느 하나로 부터 수신될 때마다 갱신될 수도 있고, 혹은 SCP 130 또는 NMS 135중 어느 하나의 구성에 따라 덜 빈번하게 갱신될 수도 있다.
또한, 본 발명의 제 2 실시예의 동작은 노드 101로 부터 ATM 스위치 111에 착신되어 노드 106을 지향하는 전형적인 음성 호출에 의해 설명될 수도 있다. 호출 설정 시간동안에 , ATM 스위치 111은 네트워크 구성 및 그 루팅 데이터 베이스에 근거하여 최적의 루팅 선택을 결정하기 위해 상기 SCP 130에 질의(query)한다. 상기 SCP 130은 이러한 결정을 요구된 서비스 형태, 수신지 번호 및, 상기 SCP 130이 네트워크의 모든 ATM 스위치에 대해 유지하는 이상 폭주 데이터 및 QoS 데이터의 현재값에 기초하여 수행한다. 상기 SCP 130은 요구중인 ATM 스위치에 인접한 ATM 스위치에 대한 QoS 데이터 및 이상 폭주 데이터에 기초하여 인접 ATM 스위치에 대한 "다음번 홉(next hop)" 루트를 선택하고, 다음번 홉 루트 정보를 요구중인 ATM 스위치로 되돌려 통과시킨다. 만약, 다음번 ATM 스위치가 종료 스위치가 아니면, 프로세스는 앞에서와 같이 다음번 최적 루팅 선택을 결정하기 위해 다음번 ATM 스위치가 SCP 130에 질의함에 따라 반복된다.
호 요구로 고객이 계약상 가입한 연결 방식이 지정된다. ATC(ATM 트래픽 카테고리)는 실시간 가변 비트 레이트, 비실시간 가변 비트 레이트, 이용가능한 비트 레이트, 콘스탄트 비트 레이트 등을 포함할 수도 있다. 요구된 연결 방식에 기초하여, SCP 130은 다중 이용 루트중 어느 루트가 그 순간에 최적의 루트인지를 결정한다. 최적의 루트가 선택된후에, 상기 SCP 130은 루트가 적당한 대역폭을 가지는 것을 보장함은 물론 노드 101에 의해 최초 요구된 CDV(피크-투-피크 셀 지연 변화), 셀 전송 지연 및 셀 손실율과 같은 계약상 지정된 고객 QoS 요건을 확실하게 충족시키기 위해 ATM 스위치 111-114로 부터 새로 도착한 QoS 셀의 이상 폭주 데이터 및 QoS 데이터를 계속해서 수신한다. 상기 SCP 130은 각 ATM 스위치 111-114에 대해 이러한 방식으로 SVC(상대방 선택 접속) 연결을 확립하기 때문에, 루트선택 및 호(乎) 연결 확립에 요구되는 시간양이 최소화된다. 또한, 선택된 연결로 인해 고객의 계약상 QoS 및 이상 폭주 요건을 충족시킬 가능성은 상당히 높다.
PVC(상대방 고정 접속)인 경우, 이러한 PVC 연결은 SVC 연결인 경우에서와 같이 시그널링보다는 NMS 135에 의해 확립된다. PVC 연결의 확립을 용이하게 하기 위해, QoS 셀은각각의 ATM 스위치 111-114에 의해 루틴에 기초하여(즉, 매 N초 마다 한 번씩) NMS 135로 전송된다. 필요한 모든 ATM 스위치를 통한 PVC 연결을 위한 전체 루트는 상기 NMS 135에 의해 결정된다. 이와 같이, PVC 연결을 위한 루팅 테이블은 상기 NMS 135에 저장된다. 또한, 상기 NMS 135는 상기 ATM 스위치 아키텍처 100의 각 ATM 스위치 111-114상의 각 포트에 대해 주기적인 QoS 셀에 수신되는 이상 폭주 데이터 및 QoS 데이터를 저장한다. 상기 NMS 135는 상기 PVC 연결을 만들기 위해 최적 루트를 결정하도록 호 요구시에 포함되는 이상 폭주 및 QoS 파라미터뿐만 아니라, 이상 폭주 데이터, QoS 데이터, 모(母) 노드, 결정 노드 및, 연결 방식(즉, 콘스탄트 비트 레이트, 실시간 가변 비트 레이트, 비실시간 가변 비트 레이트, 이용가능한 비트 레이트등)을 사용한다.
도 2는 본 발명에 따른 전형적인 QoS 셀 200의 ATM 셀 헤더를 나타낸 블록도이다. QoS 셀 200은 5 바이트의 헤더 정보(바이트 0-4)와 48 바이트의 셀 페이로드(바이트 5-53)로된 53 바이트(1 바이트는 8 비트임)를 포함한다. 상기 헤더는 4 비트 GFC(general flow control: 범용 순서 제어) 필드, 8 비트 VPI(가상 경로 식별자) 필드, 16 비트 VCI(가상 채널 식별자) 필드, 3 비트 PTI(payload type indicator: 페이로드 타입 표시기) 필드, CLP(cell loss priority: 셀 손실 우선순위) 비트 및 8 비트 HEC(header error control: 헤더 오류 제어) 필드를 포함한다.
상기 GFC 필드는 순서 제어와 같은 국부적인 기능을 제공하는데 사용되고, 일반적으로 ATM 네트워크내에서 국부적인 중요도만을 갖는다. 상기 VPI 필드와 VCI 필드는 ATM 네트워크상에서의 연결을 확인하기 위해 결합된다. 상기 VPI 필드는 ATM 네트워크의 두 지점을 연결하는 가상 채널들의 수집체인 선택된 가상 경로를 식별한다. 가상 경로의 모든 ATM 셀들은 호 설정중에 확립된 네트워크를 통해 동일 경로를 따른다. 상기 VCI 필드는 ATM 셀들이 전송 노드에서 타겟 노드(target node)까지 가로지르는 특정 가상 회선(가상 채널)을 식별한다. 가상 회선은 2 지점간 전용 회선이 될 전송 및 수신 노드로 나타나는 음성 또는 데이터를 위한 통신 링크이다. 이것은 호(乎)에 대해서 물리적 경로이기 보다는 논리적 경로이다.
PTI 필드는 ATM 셀이 네트워크 관리 정보를 담고 있는지 또는 엔드-유저 정보를 담고 있는지의 여부를 표시하는 값이다. 예컨대, 자원 관리 셀의 PTI 필드는 2 진값 "110"을 가질수 있고, 엔드-투-엔드 오퍼레이션(end-to-end Opertions)의 PTI 필드, 관리 및 유지(OAM) 순서 셀은 2진 값 "101"을 가질수 있다.
CLP 비트는 ATM 셀에 대해서 두 개의 우선순위 레벨중 한가지를 표시한다. 만약, ATM 셀의 CLP 비트가 2진값 "0"을 갖는다면, ATM 셀은 2진값 "1"을 간는 ATM 셀보다 더 높은 우선순위를 갖는다. 따라서, CLP 비트 = 1을 갖는 ATM 셀은 CLP 비트 = 1을 갖는 ATM 셀의 셀 손실율(CLR)을 보전하기 위해 높은 이상 폭주 주기동안 제일 처음 폐기될 수 있다.
HEC 필드는 ATM 셀 헤더의 5번째 (최종)바이트에 위치하는 CRC(cyclic redundancy check: 순환 반복 검사) 코드이다. ATM 스위치 111-114는 오류에 대해 검사를 할 수도 있고, 어떤 경우에는 정확한 검출 오류에 대해 검사를 할수도 있다. 대부분의 경우에, 헤더의 단일 비트 오류를 검출 및 정정할수 있고/또는 헤더의 다중-비트 오류를 검출할수 있는 오류 검사 알고리즘이 사용된다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른, 도2의 전형적인 QoS 셀 200의 셀 페이로드의 QoS 데이터 및 이상 폭주 데이터의 상세 블록도이다. QoS 셀 200은 선택된 ATM 스위치로 부터 그 인접 ATM 스위치로 이상 폭주 데이터 및 QoS 데이터를 전송하는데 사용된다.
이하에 기술되는 표는 도 3의 QoS 셀 200의 블록도에 표시된 약어들을 정의 정의한 것이다:
약 어 표
CBR Constant Bit Rate(콘스탄트 비트 레이트)
CDV Peak-to-Peak Cell Delay Variation(피크-투-피크 셀 지연 변화)
CIF Cells in Flight(셀 인 플라이트)
CLR Cell Loss Rate(셀 손실율)
CTD Cell Transfer Delay(셀 전송 지연)
NRTVBR Non-Real Time Variable Bit Rate(비실시간 가변 비트 레이트)
MBS Maximum Burst Size(최대 버스트 크기)
PCR Peak Cell Rate(피크 셀 레이트)
RTVBR Real Time Variable Bit Rate(실시간 가변 비트 레이트)
SCR Sustained (Average) Cell Rate(지속(평균) 셀 레이트)
TBE Transient Buffer Expected(일시 예상 버퍼)
QoS 셀 200의 바이트 0-4는 도 2에서 상단부에 도시된 셀 헤더 정보이다.
QoS 셀 200의 바이트 5 및 6은 전송 스위치 아이덴티티, 즉 자신의 QoS 셀을 또다른 ATM 스위치로 전송하는 ATM 스위치의 ID이다. 특정 ID는 65,536개의 상이한 ATM 스위치로 할당될 수도 있다. QoS 셀 200의 바이트 7 및 8은 포트 아이덴티티, 즉 QoS 셀이 속해있는 특정 ATM 스위치 포트의 ID이다. QoS 데이터 및 폭주 데이터는 각 ATM 스위치에 대한 포트-바이-포트 기초(port-by-port basis)위에서 이용될 수 있다. 따라서, 다중 포트 ATM 스위치는 다중 QoS 셀을 그 각각의 인접 ATM 스위치로 전송한다.
QoS 셀 200의 바이트 9 및 10은 PCR(피크 셀 레이트) 버퍼 및 SCR(지속 셀 레이트)에 대한 폭주 레벨 표시기이다. PCR은 일반적으로 시간 지연을 중요하게 여기는 콘스탄트 비트 레이트 트래픽을 위해 사용된다. SCR은 실시간 가변 비트 레이트(RTVBR) 트래픽을 위해 사용된다. QoS 셀 200의 바이트 11-15는 전형적인 스위치 아키텍처에서 5개의 상이한 MBS(maximum burst size: 최대 버스트 크기) 버퍼를 위한 이상 폭주 레벨 표시기이다. 상기 상이한 크기의 MBS 버퍼는 셀들이 예상외로 큰 버스트로 수신될 수도 있는 가변 비트 레이트 트래픽을 위해 사용된다. 바이트 16 및 17은 ABR(이용가능한 비트 레이트)과의 연결에 사용되는 CIF(셀 인 플라이트) 데이터 및 TBE(일시 예상 버퍼) 데이터를 포함한다.
ATM 광대역 기술에서 일부 보다 중요한 QoS 파라미터는 셀 지연 변화, 셀 손실율 및 셀 전송 지연이다. 고객이 ATM 서비스 제공업자와 서비트 계약을 체결하는 경우, 그 계약은 고객에게 예컨대, 10 Mbps와 같은 최소 대역폭, 최대 셀 전송 지연, 최대 셀 지연 변화 및, 최대 셀 손실율을 보장해 준다. 만약, ATM 서비스 제공업자가 이들 요건을 충족시키지 않는다면, 일반적으로 고객의 QoS 요건이 충족되지 않는 기간에 대한 지불금액 환불과 같은 벌칙을 규정하는 조항이 있다.
QoS 셀 200의 바이트 18은 QoS 셀과 관련된 포트에 대한 CDV(셀 지연 변화)를 포함한다. ATM 스위치의 출력 포트상의 ATM 셀의 패턴 및 타이밍(즉, 간격)은 ATM 스위치의 입력 포트상에서와 같이(이상적으로) 동일해야 한다. 실제로, 셀은 일반적으로 상기 ATM 스위치내에서 버퍼링, 프로세싱 등의 결과로서 양을 변화시킴으로써 지연된다. 결과적으로, ATM 셀의 간격은 상기 ATM 셀이 상기 ATM 스위치를 통과함에 따라 변화한다. 이러한 변화는 셀 지연 변화로서 공지되어 있다.
QoS 셀 200의 바이트 19-21은 QoS 셀과 관련된 포트에 대한 상이한 형태의 트래픽(CBR, RTVBR, 및 NRTVBR)에 대한 셀 전송 지연값을 포함한다. 셀 전송 지연은 ATM 셀이 ATM 스위치로 들어오는 시간과 ATM 셀이 ATM 스위치를 빠져나가는 시간사이에서 경과하는 시간의 양이다. QoS 셀 200의 바이트 22-24는 QoS 셀과 관련된 포트에 대한 상이한 형태의 트래픽(CBR, RTVBR, 및 NRTVBR)에 대한 셀 손실율값을 포함한다. 셀 손실율은 특정 포트상에서 수신된 전체 ATM 셀의 수의 백분율로서 주어진다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 각 ATM 스위치 111-114에 대한 전형적인 아키텍처를 도시한 블록도이다. ATM 스위치 111-114는 I/O 버퍼, 멀티플렉서, 및 어드레스(셀 헤더) 디코더를 구비하는 입력/출력 (I/O)단 405를 포함한다. I/O 단 405는 다수의 트렁크 라인(즉, 네트워크 링크 121-124)상의 인접 스위치로 부터 ATM 셀을 수신하고, 상기 수신된 ATM 셀을 스위치 구조 410으로 전송한다. 상기 ATM 셀 헤더가 디코딩된후, 스위치 구조 410은 상기 ATM 셀을 I/O단 405으로 다시 루팅하며, 상기 I/O단 405는 상기 ATM 셀을 적절한 인접 ATM 스위치로 출력한다.
각 ATM 스위치 111-114에 의해 수신된 ATM 셀에 대한 루트 선택은 (1) 상기 ATM 셀 헤더내의 VPI 및 VCI 필드 및 (2) 이하에서 상술될 인접 스위치의 QoS 데이터 및 이상 폭주 데이터에 기초하여 스위치 구조 410내의 스위치 위치를 결정하는 ATM 스위치 컨트롤러 415에 의해 수행된다. I/O단 405에 의해 디코딩된 적절한 셀 헤더 정보는 ATM 스위치 컨트롤러 415로 전송된다. 인접 스위치를 위한 QoS 셀은 VPI 필드의 2 진값 "0" 및 VCI 필드의 2 진값 "11111"(즉, 10진수 32)를 갖는 ATM 셀들을 디코딩함으로써 I/O단 405에서 검출된다. 대응하는 인접 스위치로 부터 각 ATM 스위치 111-114에 의해 수신되는 QoS 셀 페이로드는 인접 스위치 QoS 셀 데이터베이스 420에 저장된다. 상기 인접 스위치 QoS 셀 데이터베이스 420에 저장된 상기 QoS 셀 페이로드는 스위치 구조 410내에서 스위치 위치를 선택하고 I/O 단 405내에서 멀티플렉서 채널을 선택하여 미래의 ATM 셀을 위한 연결 경로를 확립하기 위해 ATM 스위치 컨트롤러 415에 의해 사용된다.
또한, 각 ATM 스위치 111-114는 ATM 셀이 I/O 단 405에 의해 수신및/또는 송신됨에 따라 적절한 ATM 셀 트래픽 로드 및 지연 시간 데이터를 측정 및 기록하는 QoS 및 폭주 데이터 모니터 425를 포함한다. QoS 및 폭주 데이터 모니터 425는 관련 데이터 비트 레이트, 데이터 버스트 크기, 셀 지연 시간 등을 결정하기 위해 적절하게 배열된 카운터를 구비한다. 상기 QoS 및 폭주 데이터 모니터 425에 의해 포획된 QoS 데이터 및 이상 폭주 데이터는 시간 지연 변화, 평균 ATM 셀 레이트, ATM 셀 손실율등과 같은 통계학적인 파라미터를 유도하기 위해 추가 계산기능을 수행할 수 있는 ATM 스위치 컨트롤러 415에 전송된다. ATM 스위치 컨트롤러 415는 그 자신이 존재하는 ATM 스위치 111-114중 특정 ATM 스위치상의 각 포트에 대해 QoS 셀을 발생시킨다. 이들 QoS 셀은 ATM 스위치 컨트롤러 415의 구성에 따라, ATM 스위치 111-114의 인접 ATM 스위치에 주기적으로 전송된다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 SCP(서비스 제어 포인트) 130또는 NMS(네트워크 관리 시스템) 135를 위한 전형적인 아키텍처를 도시한 블록도이다. 표준 SCP 및 NMS 기능을 수행하는 다른 회로뿐아니라, 상기 SCP 130 및 NMS 135역시 ATM 스위치 111-114로 부터 네트워크 링크 141-144를 통해 이상 폭주 데이터 및 QoS 데이터를 수신하는 ATM 스위치 컨트롤러 450을 각각 구비한다. 또한, 상기 ATM 스위치 컨트롤러 450은 N개의 상이한 ATM 스위치로 부터 수신된 QoS 셀의 페이로드를 저장하는 QoS 셀 데이터 베이스 460-463 및 루트 선택 프로세서 455를 포함한다.
상기 루트 선택 프로세서 455는 상기 VPI 필드의 2 진값 "0" 및 상기 VCI 필드의 2 진값 "11111"을 갖는 ATM 셀을 디코딩함으로써 ATM 스위치 111-114로 부터 수신된 QoS 셀을 검출한다. 상기 루트 선택 프로세서 455에 의해 수신된 QoS 셀 페이로드는 QoS 셀을 전송한 ATM 스위치에 대응하는 QoS 셀 데이터 베이스 460-463중 적절한 스위치에 저장된다. 또한, 상기 루트 선택 프로세서 455는 요구중인 ATM 스위치를 통해 최적 루트르르 결정하기 위해, 각각의 호 요구에 포함된 엔드 유저의 이상 폭주 및 QoS 파라미터를, QoS 셀 데이터 베이스 463를 통해 각 QoS 셀 데이터 베이스 460에 저장된 인접 ATM 스위치의 이상 폭주 데이터 및 QoS 데이터와 비교한다.
SCP 130인 경우, 상기 ATM 스위치 컨트롤러 450은 상기 각 ATM 스위치로 부터 호 요구를 순서대로 수신한다. 상기 SCP 130의 ATM 스위치 컨트롤러가 최적 루트를 요구중인 각 ATM 스위치로 되돌려 통과시킨후, 최적 루트의 다음번 ATM 스위치는 전체 연결이 완료될 때 까지 호 요구 과정을 반복한다. 상기 SCP 130은 모(母) 노드 및 수신지 모드를 인식하고 있기 때문에, 상기 최적 루트의 중간 ATM 스위치로부터 수신된 호 요구를 예상할 수 있다. 상기 SCP 130은 전체 최적 루트를 결정할 수 있기 때문에, ATM 스위치 111-114로 부터 수신된 호 요구에 대해 보다 신속하게 응답할 수 있다. 본 발명의 일부 실시예에서, 상기 SCP 130은 요구중인 ATM 스위치를 통해서만 최적 루트를 결정할 수도 있다. 본 발명의 다른 실시예에서, 상기 SCP 130은 SVC를 위한 호 요구가 요구중인 ATM 스위치로 부터 제일 먼저 수신되는 경우, 모(母) 노드에서 수신지 노드까지 전체 ATM 스위치 아키텍처 100를 통해 최적 루트를 결정할 수도 있다.
NMS 135인 경우, PVC 연결의 전체 경로는 호의 모(母) 노드와 수신지 노드사이의 모든 ATM 스위치를 통해 NMS 135에 의해 결정된다. 따라서, 루팅 정보는 상기 PVC 연결을 형성하는 모든 ATM 스위치에 평행하게 통과될 수도 있다. NMS 135는 상기 PVC 연결을 위한 모든 ATM 스위치를 동시에 세팅하기 때문에, QoS 파라미터를 다음번 ATM 스위치로 릴레이하기 위해 상기 NMS 135가 상기 QoS 파라미터를 저장할 필요는 없다. 이것은 각 ATM 스위치 링크가 링크-바이-링크 시그널링 및 연결 프로토콜에 기초하여 선택되는 상대방 선택 접속과는 대조적이다.
도 6은 본 발명의 양호한 실시예에 따른 ATM 스위치 루트의 대역폭 사용가능도 및 QoS 요건 호환성을 검증하기 위한 루트 선택 알고리즘을 나타낸 플로우챠트 500이다. 이러한 루트 선택 과정은 예컨대, SCP 130/NMS 135가 ATM 스위치 111-114중 어느 한 ATM 스위치로 부터 호 요구를 수신하는 경우에 개시된다(프로세스 단계 505). 상기 SCP 130/NMS 135는 요구된 ATC(ATM 트래픽 카테고리)가 공지되어 있는지를 결정한다(프로세스 단계 510). 만약, 상기 요구된 ATC가 공지되어 있지 않다면, 상기 SCP 130/NMS 135는 선택된 루트의 대역폭 및 QoS 데이터 검증을 위한 디폴트 알고리즘(default algorithm)을 사용한다.
만약, 호 요구의 ATC가 공지되어 있다면, ATM 스위치 컨트롤러 450은 상기 ATC 및 요구된 파라미터를 사용하여 호 요구의 등가 대역폭을 계산한다(프로세스 단계 520). 그 다음에, 상기 ATM 스위치 컨트롤러 450은 인접 스위치 QoS 셀 데이터베이스 420에 저장된 포트에 대한 PCR(피크 셀 레이트), SCR(지속 셀 레이트) 및 MBS(최대 버스트 크기)값에 기초하여 요구중인 스위치상의 이용가능한 포트들로 부터 한 포트를 선택한다. ABR(이용가능한 비트 레이트) 트래픽의 경우, ATM 스위치는 인접 스위치 QoS 셀 데이터베이스 420의 CIF(셀 인 플라이트) 및 TBE(일시 예상 버퍼)값을 사용하여 포트를 선택할 수 있다(프로세스 단계 525).
포트가 선택된 후에, 상기 ATM 스위치 컨트롤러는 선택된 포트상에서 이용가능한 대역폭이 상기 ATM 스위치 컨트롤러 450에 의해 계산된 등가 대역폭보다 큰지를 결정한다(프로세스 단계 530). 만약, 상기 이용가능한 대역폭이 상기 ATM 스위치 컨트롤러 450에 의해 계산된 등가 대역폭보다 작으면, 상기 ATM 스위치 컨트롤러 450은 선택된 포트가 최종적으로 이용가능한 포트인지를 결정한다(프로세스 단계 535). 만약, 선택된 포트가 최종적으로 이용가능한 포트가 아니면, 상기 ATM 스위치 컨트롤러 450은 프로세스 단계 525에서 전술한 것과 같은 또다른 포트를 선택한다. 한편, 상기 선택된 포트가 최종적으로 이용가능한 포트이면, 상기 ATM 스위치 컨트로러 450은 요구중인 ATM 스위치로 부터 프로세스 단계 505에서 수신된 SVC(상대방 선택 접속)또는 PVC(상대 고정 접속) 연결 요구를 거부한다(프로세스 단계 540).
그러나, 만약, 선택된 포트상에서 이용가능한 대역폭이 프로세스 단계 520에서 ATM 스위치 컨트롤러 415에 의해 계산된 등가 대역폭보다 크면, 상기 ATM 스위치 컨트롤러 450은 상기 인접 ATM 스위치또는 모(母) 노드로 부터 호 요구시 수신된 QoS 요건을 선택된 포트가 충족시키는지를 결정한다(프로세스 단계 545). 만약, 상기 선택된 포트가 상기 QoS 요건을 충족시키지 않는다면, 상기 ATM 스위치 컨트롤러 450은 다음번 이용가능한 포트를 선택한다(프로세스 단계 525로 복귀).
만약, 상기 선택된 포트가 호 요구에 대한 QoS 요건을 충족시킨다면, 상기 ATM 스위치 컨트롤러 450은 상기 호 요구가 SVC(상대방 선택 접속)인지 아니면 PVC(상대 고정 접속)인지를 결정한다. 만약, 상기 호 요구가 SVC(상대방 선택 접속)을 위한 것이라면, 상기 ATM 스위치 컨트롤러 450은 다음번 링크를 위한 선택된 루트를 사용함은 물론, 엔드-투-엔드 선택 신호 메시지의 일부로서 상기 호 요구와 관련된 QoS 값을 사용한다. 그러나, 만약, 상기 호 요구가 PVC(상대 고정 접속)를 위한 것이라면, 상기 ATM 스위치 컨트롤러 450은 상기 요구중인 ATM 스위치와 상기 선택된 인접 ATM 스위치사이의 고정 링크로서 선택된 포트를 사용한다(프로세스 단계 550). 호 연결이 최종적으로 확립되면, 상기 ATM 스위치 컨트롤러 450은 인접 ATM 스위치로 부터 수신될 다음번 호 요구를 대기한다(프로세스 단계 555).
일반적으로, 종래의 통신 원리 및 이론은 Irwin Professional Publishing에서 출판한 James Harry Green의 Irwin Handbook of Telecommunications (1992년도 제 2 판); Plenum Press에서 출판한 R.D.Gitlin, J.F.Hayes와 S.B.Weinstein의 Data Communications Principles(1992 년도판); McGraw-Hill, Inc에서 출판한 Darren L. Spohn의 Data Network Design(1993 연도판); Academic Press에서 출판한 Stewart E. Miller와 Ivan P. Kaminow의 Optical Fiber Telecommunications Ⅱ(1988 연도판); Academic Press에서 출판한 Mario Dagenais, Robert F. Leheny와 John Crow의 Integrated Optoelectronics(1995 연도판); McGraw-Hill, Inc에서 출판한 Bud Bates와 Donald Gregory의 Voice and Data Communications Handbook(1996 년도판); 및 Miller Freeman, Inc에서 출판한 Harry Newton의 Newton's Telecom Dictionary(1998 연도 제 13 판)에 개시되어 있다. 특히, ATM 기술은 Prentice Hall에서 출판한 William Stallings의 ISDN and Broadband ISDN with Frame Relay and ATM(프레임 릴레이 및 ATM를 구비한 ISDN 및 광대역 ISDN)(1995년 제 3 판)에서 논의되어 있다. 전술한 각 출판물들은 모든 용도를 위해 참고로 본 명세서에서 언급된다.
지금까지, 본 발명을 특정 실시예와 관련하여 도시하고 설명하였지만, 상기 본 발명에 대한 개시는 단지 본 발명의 적용예에 불과한 것이고, 본 발명을 수행하기 위한 최상 모드로서 본 명세서에 개시된 특정 실시예에 국한되는 것은 아니다.
또한, 이하의 특허청구의 범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 범위를 이탈하지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 수정 및 변경될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 향상된 ATM 스위치 아키텍처는 최초 연결 시도시 ATM 네트워크를 통해 최적의 루트를 선택할 수 있고, 특히 최초 연결 시도시 ATM 네트워크를 통해 최적의 루트를 선택하기 위해 적절한 QoS 데이터를 이용할 수있음은 물론, 가장 최근의 이상 폭주 및 QoS 데이터를 이용하여 상기 ATM 네트워크에서의 SVC(상대방 선택 접속) 및 PVC(상대방 고정 접속)의 호/연결 설정 시간을 개선시킬 수 있다.

Claims (20)

  1. ATM 네트워크를 통해 호(乎)를 루팅하는 ATM 네트워크용의 ATM 스위치 컨트롤러에 있어서,
    상기 ATM 네트워크의 다수의 ATM 스위치로 부터 수신된 QoS 데이터와 폭주 레벨 데이터중 최소 하나의 데이터를 저장하기 위한 데이터 베이스와;
    상기 다수의 ATM 스위치들중 제 1 ATM 스위치로 부터 호 요구를 수신하고 상기 다수의 ATM 스위치들중 상기 제 1 ATM 스위치에 인접하는 제 2 ATM 스위치에 대한 호 루트 연결을 선택하는 루트 선택 컨트롤러를 구비하고,
    상기 호 루트 연결은 상기 데이터 베이스에 저장된 상기 제 2 ATM 스위치의 QoS 데이터와 폭주 레벨 데이터중 최소 하나의 데이터에 응답하여 선택되는 것을 특징으로 하는 ATM 스위치 컨트롤러.
  2. 제1항에 있어서, 상기 루트 선택 컨트롤러는 상기 다수의 ATM 스위치로 부터 수신된 QoS 데이터와 폭주 레벨 데이터중 최소 하나의 데이터를 포함하는 QoS 셀을 검출할 수 있는 것을 특징으로 하는 ATM 스위치 컨트롤러.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제 2 ATM 스위치의 QoS 데이터와 폭주 레벨 데이터중 상기 최소 하나의 데이터는 상기 제 2 ATM 스위치상의 특정 포트와 관련이 있는 것을 특징으로 하는 ATM 스위치 컨트롤러.
  4. 제3항에 있어서, 상기 루트 선택 컨트롤러는 상기 ATM 스위치상의 상기 특정 포트와 관련이 있는 상기 QoS 데이터와 폭주 레벨 데이터중 최소 하나의 데이터가 상기 셀 요구와 관련이 있는 QoS 요건에 필적하는 경우 상기 선택된 호 루트 연결을 선택하는 것을 특징으로 하는 ATM 스위치 컨트롤러.
  5. 제1항에 있어서, 상기 ATM 스위치 컨트롤러는 SS7 네트워크의 서비스 제어 포인트에 배치되는 것을 특징으로 하는 ATM 스위치 컨트롤러.
  6. 제5항에 있어서, 상기 선택된 호 루트 연결은 SVC(상대방 선택 접속) 연결인 것을 특징으로 하는 ATM 스위치 컨트롤러.
  7. 제1항에 있어서, 상기 루트 선택 컨트롤러는 선택된 다수의 ATM 스위치를 통해 호 루트 연결을 선택하고, 상기 선택된 다수의 ATM 스위치가 상기 선택된 호 루트 연결을 형성하도록 이용가능한 호 루트 연결 데이터를 상기 선택된 다수의 ATM 스위치에 거의 병렬로 전송하는 것을 특징으로 하는 ATM 스위치 컨트롤러.
  8. 제7항에 있어서, 상기 선택된 호 루트 연결은 PVC(상대방 고정 접속) 연결인 것을 특징으로 하는 ATM 스위치 컨트롤러.
  9. ATM 셀을 전송 및 수신하기 위한 다수의 노드와;
    상기 노드사이에서 상기 ATM 셀을 전송하기 위한 다수의 AMT 스위치와;
    상기 ATM 네트워크를 통해 호를 루팅하기 위한 ATM 스위치 컨트롤러를 구비하는데;
    상기 ATM 스위치 컨트롤러는,
    상기 ATM 네트워크의 다수의 ATM 스위치로 부터 수신된 QoS 데이터와 폭주 레벨 데이터중 최소 하나의 데이터를 저장하기 위한 데이터 베이스와;
    상기 다수의 ATM 스위치들중 제 1 ATM 스위치로 부터 호 요구를 수신하고 상기 다수의 ATM 스위치들중 상기 제 1 ATM 스위치에 인접하는 제 2 ATM 스위치에 대한 호 루트 연결을 선택하는 루트 선택 컨트롤러를 구비하고,
    상기 호 루트 연결은 상기 데이터 베이스에 저장된 상기 제 2 ATM 스위치의 QoS 데이터와 폭주 레벨 데이터중 최소 하나의 데이터에 응답하여 선택되는 것을 특징으로 하는 ATM 네트워크 인프러스트럭처.
  10. 제9항에 있어서, 상기 루트 선택 컨트롤러는 상기 다수의 ATM 스위치로 부터 수신된 QoS 데이터와 폭주 레벨 데이터중 최소 하나의 데이터를 포함하는 QoS 셀을 검출할 수 있는 것을 특징으로 하는 ATM 네트워크 인프러스트럭처.
  11. 제9항에 있어서, 상기 제 2 ATM 스위치의 QoS 데이터와 폭주 레벨 데이터중 상기 최소 하나의 데이터는 상기 제 2 ATM 스위치상의 특정 포트와 관련이 있는 것을 특징으로 하는 ATM 네트워크 인프러스트럭처.
  12. 제9항에 있어서, 상기 루트 선택 컨트롤러는 상기 ATM 스위치상의 상기 특정 포트와 관련이 있는 상기 QoS 데이터와 폭주 레벨 데이터중 최소 하나의 데이터가 상기 셀 요구와 관련이 있는 QoS 요건에 필적하는 경우 상기 선택된 호 루트 연결을 선택하는 것을 특징으로 하는 ATM 네트워크 인프러스트럭처.
  13. 제9항에 있어서, 상기 ATM 스위치 컨트롤러는 SS7 네트워크의 서비스 제어 포인트에 배치되는 것을 특징으로 하는 ATM 네트워크 인프러스트럭처.
  14. 제13항에 있어서, 상기 선택된 호 루트 연결은 SVC(상대방 선택 접속) 연결인 것을 특징으로 하는 ATM 네트워크 인프러스트럭처.
  15. 제9항에 있어서, 상기 루트 선택 컨트롤러는 선택된 다수의 ATM 스위치를 통해 호 루트 연결을 선택하고, 상기 선택된 다수의 ATM 스위치가 상기 선택된 호 루트 연결을 형성하도록 이용가능한 호 루트 연결 데이터를 상기 선택된 다수의 ATM 스위치에 거의 병렬로 전송하는 것을 특징으로 하는 ATM 네트워크 인프러스트럭처.
  16. 제15항에 있어서, 상기 선택된 호 루트 연결은 PVC(상대방 고정 접속) 연결인 것을 특징으로 하는 ATM 네트워크 인프러스트럭처.
  17. 다수의 ATM 스위치를 구비하는 ATM 네트워크에 배치되는 ATM 스위치 컨트롤러에서 사용하기 위한 것으로서, 상기 ATM 네트워크를 통해 호를 루팅하는 방법에 있어서,
    상기 다수의 ATM 스위치로 부터 QoS 데이터와 폭주 레벨 데이터중 하나의 데이터를 수신하는 단계와;
    상기 QoS 데이터와 상기 폭주 레벨 데이터중 수신된 하나의 데이터를 QoS 데이터 베이스에 저장하는 단계와;
    요구중인 ATM 스위치로 부터 호 연결 요구를 수신하는 단계와;
    상기 호 연결 요구와 관련이 있는 엔드-유저 QoS 요건을 결정하는 단계와;
    상기 엔드-유저 QoS 요건을 상기 요구중인 ATM 스위치에 인접한 최소 하나의 ATM 스위치와 관련이 있는 QoS 데이터와 폭주 레벨 데이터중 상기 저장된 최소 하나의 데이터와 비교하는 단계와;
    최소 하나의 인접 ATM 스위치에 대한 호 루트 연결을 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 수신된 QoS 데이터와 폭주 레벨 데이터중 최소 하나의 데이터는 최소 하나의 인접 ATM 스위치상의 특정 포트와 관련이 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제17항에 있어서, 상기 다수의 ATM 스위치로 부터 수신된 QoS 데이터와 폭주 레벨 데이터중 최소 하나의 데이터를 포함하는 QoS 셀을 검출하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제17항에 있어서, 상기 ATM 스위치 컨트롤러는 SS7 네트워크의 서비스 제어 포인트에 배치되는 것을 특징으로 하는 방법.
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