KR20010003800A - 이동 통신 시스템에서의 전송로 공차 확보장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

가. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야:이동 통신 시스템에 관한 것이다.

나. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제:본 발명의 또 다른 목적은 이동 통신 시스템에서 ATM 셀 디멀티플렉서를 활용하여 전송로 장애 발생시에 전송로의 대역을 잠식하지 않고 계속적으로 서비스를 제공할 수 있는 전송로 공차 확보장치 및 방법을 제공함에 있다.

다. 그 발명의 해결방법의 요지:데이터 교환을 위해 기지국과 제어국간에 다수의 전송로들이 연결되어 있는 이동 통신 시스템에서, 지정된 우선순위에 근거하여 셀 전송경로를 선택하여 각 셀들을 전송로로 분배한다. 만약 전송로에 에러가 발생하거나 전송로로 분배된 셀들이 일시 저장되는 메모리에 오버플로우가 발생하면 지정된 우선순위를 변경하거나 새로이 지정함으로써 서비스의 중단을 막음을 특징으로 한다.

라. 발명의 중요한 용도:이동 통신 시스템에 사용할 수 있다.

Description

이동 통신 시스템에서의 전송로 공차 확보장치 및 방법{THE METHOD AND APPARATUS OF ATTAINING THE TOLERANCE OF TRANSMISSION LINE IN A MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 이동 통신 시스템에 관한 것으로, 특히 ATM 셀 역다중화기를 활용하여 전송로 장애로 인한 서비스 중단을 방지하기 위한 전송로 공차(tolerance) 확보장치 및 방법에 관한 것이다.

이동 통신 서비스가 다양화됨으로써 기존의 음성 외에도 각종 정보 데이터를 수용하려는 기술이 많이 등장하고 있다. 이에 따라 ATM(Asynchronous Transfer Mode)기술이 이동 통신 서비스에 도입되고 있다. 이동 통신 서비스에 ATM을 도입하는 데는 고려하여야 할 몇가지 중요한 사항이 있다. 기지국과 제어국간의 전송로는 주로 통신 사업자로부터 임대하는 것이 일반적이기 때문에, 가장 효율적으로 전송로를 사용하는 방안과 전송로에 장애 발생시 서비스가 중단되지 않도록 빠르게 장애 복구하는 것이 바로 그것이다.

전송로에 장애가 발생하는 경우 ATM 표준에는 IMA(Inverse Multiplexing over ATM)가 상기 문제를 해결하는 방안으로 제시되어 있다. IMA의 주요 기능은 다수의 피지컬 링크(multiple physical links)에 대해서 셀 단위의 인버스 멀티플렉싱(inverse multiplexing)을 제공하는데 있다. 따라서 IMA는 주어진 여러 개의 링크(E1/T1)상에서 대역폭을 효과적으로 사용할 수 있게 한다. IMA의 프로토콜 스택(stacK)상의 위치는 Physical Layer Interface Specific Transmission Convergence(TC) 서브레이어(sublayer)와 ATM 레이어 사이에 위치한다.

한편 IMA는 구성된 링크 갯수 만큼의 대역폭을 제공한다. 이때 ATM 셀의 순서에는 영향을 미치지 않는다. 이를 도 1을 참조하여 설명하면, 우선 도 1은 IMA 그룹을 경유하는 ATM 셀(①)의 다중화 및 역다중화 과정을 설명하기 위한 도면을 도시한 것이다. 도 1에서 Tx IMA그룹(100)은 ATM레이어로 부터의 ATM 셀 스트림(①)을 전송받아 Rx IMA(200)에게 보낸다. 이러한 셀들은 Tx IMA그룹(100)이 원래의 셀 스트림을 구성할 수 있도록 해준다. 이러한 셀들을 IMA 컨트롤 프로토콜(IMA Control Protocol:ICP) 셀이라 한다. Tx IMA그룹(100)은 링크를 통해 보내야 할 셀이 없을 때 셀 레이트 디커플링(cell rate decoupling)을 위해서 데이터로서 아무 의미가 없는 셀을 보내는데, 이를 필러 셀(filler cell)이라 한다. Rx IMA그룹(200)은 상기 필러 셀을 전송받아 버린다.

도 2는 IMA 기능을 나타내는 계층 구조를 설명하기 위한 도면이다. 도 2에 도시된 각 기능은 다음과 같이 요약할 수 있다.

→ 소스 인터페이스(source interface)

소스 인터페이스는 하나의 내부 데이터 버스와의 커넥션을 제공하는 것으로 프로프리에터리(proprietary)(ATM 스위치, 라우터, 컴퓨터)한 것과 스탠다드(DXI over HSSI)한 것이 있다. 전자의 IMA는 하나의 망 요소로 스탠다드에서 요구하는 기능외에 다른 여러 기능을 구현할 수 있다. 후자의 IMA는 독립(stad-alone) 유니트이다. 소스 인터페이스가 제공해야 하는 것에 특별한 요건은 없으며, 동위(peer) 소스 인터페이스와 매칭될 일도 없다.

→ 셀 기능(Cell Function)

셀 기능은 소스 인터페이스에 의존한다. 만약 소스 인터페이스가 ATM 셀을 그 출력으로 내보내면 셀 기능은 널(null)이다. 그러나 만약 소스 인터페이스가 그 출력으로 ATM 셀을 내보내지 않는다면, 셀 기능은 ATM 셀과 관련된 일련의 기능을 수행하여 셀 기능의 출력으로 셀들을 내보낸다. 여기에서 셀 기능의 기능으로 트래픽 셰이핑, 셀들/프레임들의 버퍼링 기능을 요구하지는 않는다.

→ 역 다중화(Inverse Multiplexing)

IMA는 비록 여러 개의 물리적인 링크들을 가지고 있지만 마치 하나의 UNI/NNI/BICI 링크처럼 동작하게 하는 것이다. 주요 기능은 다음과 같다.

▶ 링크 그룹으로 셀들의 분배를 제어하고,

▶ 차별적으로 딜레이를 핸들링하고,

▶ Actions to be taken:Links added/dropped or failed/restored.

→ 링크 관리

피지컬 링크들을 직접 관리하는 블럭으로써,

▶ 링크들을 설립하고,

▶ 링크의 디펙을 검출하여 망 관리 통지를 조작한다.

→ 관리부(Unit Management)

상술한 모든 블럭들의 기능들을 관리한다.

한편 도 3은 IMA 타이밍도를 도시한 것이다. 도 3에서 Tx 클럭 유니트는 내부 소스, 외부 소스 혹은 인커밍 소스에서 가져온 것이다. 만약, 루프 타이밍이 요구된다면 SW(0)∼SW(N-1)의 값이 "1"이 되어야 한다. 상기 루프 타이밍은 링크 당 디지털 네트워크에 동기를 맞추기 위해 사용된다. 도 3에서 처럼 SW(0)∼SW(N-1)의 값이 "0"이고, 국부 발진기나 외부 소스를 사용하는 방법을 CTC(Common Transmit Clock)라 하고, SW(0)∼SW(N-1)의 값이 "1"이고 링크 각각이 따로 따로 클럭킹을 하는 방법을 ITC(Independent Transmit Clock)라 한다.

Tx IMA(100)는 IMA 그룹내 각각의 피지컬 링크에 대해서 유일한 링크 식별자(LID)를 부여하여야 한다. 이 LID는 해당 링크가 IMA 그룹내에 있는 한 바뀌면 안된다. 이 LID는 0∼31 사이의 값을 갖는다. Tx IMA그룹(100)은 ATM 레이어에서 부터 내려오는 ATM 셀을 셀 단위로 라운드 로빈 방식으로 각각의 링크들에 뿌려 준다. 그리고 Tx IMA 그룹(100)이 셀을 뿌려 줄때에는 LID에 대해서 올림차순의 순서로 뿌려 준다. 각 링크의 일정한 장소에는 ICP 셀을 사용하여 IMA 배치, 동기, 상태 및 디펙정보를 far-end에 보내 준다. Tx IMA그룹(100)은 필러 셀들을 이용하여 셀 레이트 디커플링 기능을 수행한다. Rx IMA그룹(200)에서는 디퍼렌셜 링크 딜레이를 보상해 주고 본래의 ATM 셀 스트림으로 다시 만들어 상위 ATM 레이어에게 넘겨 준다. 이것은 도 4를 참조하면 쉽게 이해가 갈 것이다.

상술한 바와 같은 기능을 갖는 IMA는 저속의 전송로를 모아서 고속 전송로의 효율을 거둘 수 있다는 점에서 탁월하다. 그러나 이동 통신에 적용하는 데는 몇가지 문제점을 안고 있다. 앞서도 언급했듯이 이동 통신에서는 기지국과 제어국 사이의 전송로를 최대한 효율적으로 사용하는 것이 가장 중요하게 고려해야 할 사항이다. 여기에 ATM이 고려된 것은 향후에 제공될 다양한 서비스에 대응하기 위한 것인데, 주로 인터넷 서비스나 동영상 등의 서비스를 기존의 음성 서비스와 같이 수행할 수 있다는 점이다. 그러나 단말을 가지고 있는 사용자가 사용하는 서비스 대역은 변동 폭이 크지 않다. 그 이유는 단말이나 중간 액세스 노드에서 그 데이터들을 일정 수준으로 압축하거나 변조하기 때문이다. 따라서 IMA의 주목적인 전송로의 일시적인 포화를 해결할 수 있는 문제나, 전송로의 대역을 초과하는 서비스를 수행할 수 있다는 점이 이동 통신에서는 큰 장점이 될 수 없다. 그리고 앞서 설명했듯이 IMA 자체가 가지는 프레임 구조 자체가 전송로의 서비스 대역을 감소시키는 효과를 가져올 수 있다. 그러므로 IMA의 기능중에 전송로에 에러가 발생하였때 별도의 절차 없이 일정 수준의 서비스를 계속할 수 있다는 점만을 사용하게 되는데, 이런 장점만을 취하기 위해 IMA를 적용한다는 것은 전송로의 효율적 사용이라는 측면에 위배된다고 할 수 있다. 물론 향후 더 많은 대역을 요구하는 서비스가 개발되면 IMA 자체가 큰 도움이 될 수 있으나, 오히려 대역이 큰 고속 전송로로의 교체를 검토하는 것이 더 효율적일 것이다.

따라서 본 발명의 목적은 이동 통신 기지국과 제어국간에 저속 전송로를 통해 데이터를 교환하는 시스템에 있어서 전송로 장애 발생시 이를 빠르게 복구할 수 있는 전송로 공차 확보장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 이동 통신 시스템에서 ATM 셀 디멀티플렉서를 활용하여 전송로 장애 발생시에 전송로의 대역을 잠식하지 않고 계속적으로 서비스를 제공할 수 있는 전송로 공차 확보장치 및 방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 데이터 교환을 위해 기지국과 제어국간에 다수의 전송로들이 연결되어 있는 이동 통신 시스템에서의 전송로 공차 확보장치에 있어서,

입력 셀들의 식별자(ID)를 분석하고 지정된 우선순위에 근거하여 셀 전송경로를 선택하기 위한 전송로 선택신호를 발생하는 제어부와,

상기 전송로 선택신호에 따라 입력 셀 각각을 여러 전송로로 분배하는 디멀티플렉서와,

각각의 전송로로 분배된 셀들이 임시 저장되는 메모리들과,

상기 각 전송로들의 에러발생유무를 지시하는 라인에러신호의 입력 여부와 상기 각 메모리들의 오버플로우를 지시하는 메모리 풀 신호 입력 여부에 따라 상기 디멀티플렉서를 제어하기 위한 전송로 선택신호를 발생하는 에러 검출부와,

상기 전송로들의 우선순위를 지정 및 변경하기 위한 정보들을 상기 제어부로 인터페이싱하는 인터페이스로 구성함을 특징으로 한다.

도 1은 IMA 그룹을 경유하는 ATM 셀의 다중화 및 역다중화 과정을 설명하기 위한 도면.

도 2는 IMA 기능을 나타내는 계층 구조를 설명하기 위한 도면.

도 3은 IMA 타이밍도.

도 4는 IMA 프레임 구조도.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전송로 공차 확보장치의 구성도.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전송로 공차 확보장치 및 방법의 구성과 동작을 상세히 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전송로 공차 확보장치의 구성도를 도시한 것이다. 도 5에서 전송 입력되는 셀들은 디멀티플렉서(400)를 통해 여러 전송선로로 분배된다. 이러한 분배를 제어하는 것은 하기와 같은 기능 블럭들에 의해 이루어진다. VP/VC 제어부(300)는 셀 ID를 통해 전송 입력된 셀을 어느 전송선로로 보내야 하는지를 결정하여 전송로 선택신호를 발생한다. 이러한 전송로의 선택은 초기에 마이크로 프로세서(도시하지 않았음)의 제어를 받아서 가능하게 된다. 마이크로 프로세서 I/F(600)는 마이크로 프로세서의 인터페이스로써 본 발명의 실시예에 따른 전송로 공차 확보장치의 전체 기능 블럭을 외부에서 제어할 수 있도록 각종 제어신호들을 인터페이싱한다. 이와 같은 VP/VC 제어부(300), 마이크로 프로세서 I/F(600), 디멀티플렉서(400)는 일반적인 셀 디멀티플렉서의 주변 구성도이다. 본 발명의 실시예에서는 상술한 구성에 에러 검출부(500)를 추가한 구성을 갖는다.

상기 에러 검출부(500)는 라인에러신호를 통해 각각의 E1/T1(700,710,720) 전송로의 에러발생유무를 체크함과 아울러, 셀 피포 풀(Cell FIFO Full)신호를 통해 셀 피포(Cell FIFO)가 오버플로우하는 시점을 체크한다. 체크결과 에러가 발생하면 에러 검출부(500)는 에러발생정보에 근거하여 정해진 절차에 따라 디멀티플렉서(400)를 제어한다. 셀 피포 메모리1,2,3(610,620,630)는 E1/T1 블럭(700,710,720)이 ATM 셀을 맵핑할 수 있을 때까지 분배된 셀들을 임시 저장하며 전송로에 에러발생시 그 에러를 복구할 수 있는 시간을 늘려 주는 역할을 담당한다. E1/T1 블럭들(710,720,730)은 전송로에 ATM 셀을 맵핑하는 기능을 수행한다.

이하 상술한 구성에 따른 전송로 공차 확보장치의 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.

우선 도 5에서 셀이 디멀티플렉서(400)로 입력되면 VP/VC제어부(300)는 셀 ID를 통해 VP/VC를 분석한다. 즉, VP/VC 제어부(300)가 셀 ID를 통해 VP/VC를 분석하여 어느 전송로로 셀을 보낼지를 결정한다. VP/VC를 분석하기 위해서는 초기에 마이크로 프로세서가 분석할 수 있는 정보를 지정해 주게 되며, 변경이 발생할때 마다 수시로 내용을 바꿀 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 초기에 정보를 지정할때 다음에 정의하는 바에 따라 값을 지정한다.

우선 제1단계로써 전송로를 1부터 n의 순으로 우선순위를 정한다.

이후 제2단계로써 VP/VC 연결이 발생하는 순서에 따라 높은 우선순위를 가지는 전송로에 우선적으로 연결을 설정한다. 이때 무조건 우선순위가 높은 전송로에 먼저 연결을 설정하는 것이 아니라, 지수 분포 그래프 형태로 연결을 설정한다. 이에 따라 디멀티플렉서(400)는 상술한 제1단계 및 제2단계에서 지정된 우선순위에 기초하여 전송로 선택을 제어하는 VP/VC 제어부(300)의 제어에 따라 입력되는 셀들을 지정된 전송로로 역 다중화하여 보내주게 된다.

한편 에러 검출부(500)는 셀들의 역 다중화시에 라인에러신호를 통해 E1/T1 전송로에서 에러가 발생하는가를 체크하여 에러가 발생하면 가장 낮은 우선순위의 전송로로 자동 연결이 되도록 디멀티플렉서(400)를 제어한다. 이러한 경우 셀 피포 메모리들(610,620,630)에 오버플로우(overflow)가 발생하지 않으면 계속 이 상태를 유지하고 마이크로 프로세서로 이러한 상태를 보고한다.

만약 E1/T1 전송로에 에러가 발생한후 셀 피포 메모리(610,620,630)에 오버플로우가 발생하면 다음으로 우선순위가 낮은 전송로와 최하위 전송로로 지수 분포의 역으로 전송로 연결을 설정한다. 이후 오버플로우가 발생하지 않으면 이러한 상태를 보고하고, 오버플로우가 발생하면 오버플로우가 발생하지 않을 때 까지 전송로를 공유하다가 오버플로우가 생기지 않으면 그 때의 상태를 보고한다. 만약 오버플로우가 계속하여 발생하면 그 전송로를 통한 서비스가 중단되도록 그 상태를 마이크로 프로세서로 보고한다. 그리고 상술한 에러를 보고 받은 마이크로 프로세서는 하드웨어적으로 변경된 상태를 VP/VC제어부(300)에 새롭게 반영시키고 에러 발생한 전송로의 수리를 실시한다.

상술한 바와 같은 수순에 따른 동작에 의해 본 발명은 전송로의 대역을 잠식하지 않고 효율적으로 전송로를 연결하여 줌으로써 통신 서비스의 신뢰성을 확보할 수 있게 되는 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명은 전송로에 에러가 발생하는 경우 우선순위가 낮은 전송로를 설정하여 연결함으로써 전송로 대역을 잠식하지 않고 효율적으로 사용할 수 있으며, 전송로 장애에 따른 서비스 중지를 사전에 막을 수 있는 장점이 있다. 이러한 장점으로 인해 서비스의 신뢰성은 크게 향상될 수 있다.

Claims (5)

1. 데이터 교환을 위해 기지국과 제어국간에 다수의 전송로들이 연결되어 있는 이동 통신 시스템에서의 전송로 공차 확보장치에 있어서,

   입력 셀들의 식별자(ID)를 분석하고 지정된 우선순위에 근거하여 셀 전송경로를 선택하기 위한 전송로 선택신호를 발생하는 제어부와,

   상기 전송로 선택신호에 따라 입력 셀 각각을 여러 전송로로 분배하는 디멀티플렉서와,

   각각의 전송로로 분배된 셀들이 임시 저장되는 메모리들과,

   상기 각 전송로들의 에러발생유무를 지시하는 라인에러신호의 입력 여부와 상기 각 메모리들의 오버플로우를 지시하는 메모리 풀 신호 입력 여부에 따라 상기 디멀티플렉서를 제어하기 위한 전송로 선택신호를 발생하는 에러 검출부와,

   상기 전송로들의 우선순위를 지정 및 변경하기 위한 정보들을 상기 제어부로 인터페이싱하는 인터페이스로 구성함을 특징으로 하는 전송로 공차 확보장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 메모리는 선 입력 셀들을 선출력하는 피포 메모리임을 특징으로 하는 전송로 공차 확보장치.
3. 데이터 교환을 위해 기지국과 제어국간에 다수의 전송로들이 연결되어 있으며, 상기 각 전송로로 분배되는 셀들을 임시 저장하기 위한 메모리들이 구비된 이동 통신 시스템에서의 전송로 공차 확보방법에 있어서,

   구비된 상기 다수의 전송로들에 우선순위를 지정하여 주는 제1과정과,

   셀 입력시 지정된 우선순위에 따라 전송로를 연결하여 주는 제2과정과,

   상기 전송로에서 에러 발생시 최하위 우선순위를 가지는 전송로들을 순차적으로 연결하여 주는 제3과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 전송로 공차 확보방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 제3과정 이후 상기 메모리들중 하나의 메모리에서 오버플로우가 발생하면 그 다음으로 우선순위가 낮은 전송로와 상기 최하위 우선순위를 가지는 전송로를 지수 분포의 역 형태로 연결하여 주는 제4과정을 포함함을 특징으로 하는 전송로 공차 확보방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 제4과정에서 오버플로우가 발생하지 않으면 현재의 상태를 보고하고, 오버플로우가 발생하면 전송로를 공유하다가 오버플로우 해제시까지의 상태를 보고하는 제5과정을 더 포함함을 특징으로 하는 전송로 공차 확보방법.