KR20010017854A - 차세대 이동통신망 제어국의 비동기 전송모드 정합모듈의 구조 - Google Patents

차세대 이동통신망 제어국의 비동기 전송모드 정합모듈의 구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차세대 이동통신망 제어국의 비동기 전송모드(ATM) 정합모듈의 구조에 관한 것으로, 상위 ATM UNI 155Mbps의 자원을 할당받은 후 또는, 상위 ATM 다중화 모듈과 ATM 셀 버스를 기반으로 트래픽을 할당받은 후 AAL1용 E1급의 6채널과 AAL5의 시그널 처리용 E1급 2채널로 변환 한 후 S-T 버스를 통해서 그 정보를 전송하므로써, 이동통신 시스템에서 고속 멀티미디어 전송을 가능하도록 하는 차세대 이동통신망 제어국의 비동기 전송모드 정합모듈 구조가 개시된다.

Description

차세대 이동통신망 제어국의 비동기 전송모드 정합모듈의 구조{ATM interface module for the base station controller in IMT-2000 network}
본 발명은 차세대 이동통신(IMT-2000)망 제어국의 비동기 전송모드(Asynchronous Transfer mode; 이하 ATM이라 함) 정합모듈의 구조에 관한 것이다.
ATM 정합모듈은 차세대 이동통신망인 IMT-2000 망의 제어국을 구성하는 ATM 기반 교환 및 전송 방식을 지원하는 모듈이다. 이는 상위 ATM UNI 155Mbps의 자원을 할당받거나 상위 ATM MUX 모듈과 ATM 셀 버스 기반으로 적절한 트래픽을 할당받은 후 AAL1용 E1(2.048Mbps)급의 6채널과 AAL5의 시그널 처리용 E1급 2채널로 변환한 후 S-T 버스를 통해서 그 정보를 전송하는 E1-ATM 변환기능 및 ATM 셀을 MUX 또는 DeMUX하는 기능을 수행한다.
본 발명은 차세대 이동통신망(이하, 'IMT-2000망'이라 함)에 있어서, ATM 교환기와 망 형태에 따라 ATM망 간 정합 규격에 의하여 연결되며, 여러 개의 기지국을 수용하고 핸드오버 기능 등을 수행하는 제어국에서 여러 개의 기지국을 효율적으로 수용하고 교환기와 ATM 정합을 통해 고속 멀티미디어 전송을 가능하도록 하는 차세대 이동통신망 제어국의 비동기 전송모드 정합모듈 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차세대 이동통신망 제어국의 비동기 전송모드 정합모듈 구조는 차세대 이동통신망 제어국의 비동기 전송모드 정합모듈의 구조에 있어서, 상기 비동기 전송모드 정합모듈은 다수의 기지국을 디지털 중계선으로 연결하고 백 보드로부터 받은 채널을 전송 및 수신하기 위한 S-T 버스 정합부와, 상기 S-T 버스 정합부로부터 송신되는 채널에 따른 데이터들의 타임 슬롯 교환기능을 수행하기 위한 타임 스위칭 정합부와, 음성 및 영상 관련 트래픽 데이터를 AAL1 형태의 ATM 셀로 변환 및 역변환하기 위한 AAL1 처리부와, 음성 및 영상 관련 트래픽 데이터를 HDLC 형태의 데이터로 변환 및 역변환하기 위한 HDLC 정합부와, ARM 정합모듈 내의 제어 및 유지보수를 수행하기 위한 제어 프로세서부와, 상기 ATM 다중화/역다중화부로부터 할당되는 해당 커넥션의 시그널링을 하여 데이터를 AAL5 형태로 변환 또는 역변환하기 위한 AAL5 정합부와, 상기 ATM 다중화/역다중화부와 AAL5 처리부 사이에서 각종 데이터를 송수신할 수 있도록 정합하는 IPC 버스부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 차세대 이동통신망의 구조도.
도 2는 본 발명에 따른 비동기 전송모드 정합모듈의 구조를 설명하기 위해 도시한 블록도.
도 3은 본 발명에 따른 비동기 전송모드 정합모듈 중 AAL5 정합부의 구조를 설명하기 위해 도시한 블록도.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호 설명〉
201 : S-T 버스 정합부 202 : 타임 스위치 정합부
203 : ALL1 처리부 204 : 셀 다중화/역다중화부
205 : ATM 전송부 206 : 클럭 정합부
207 : HDLC 정합부 208 : 제어 프로세서부
209 : IPC 버스 정합부 210 : U 링크 정합부
211 : AAL5 처리부
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 차세대 이동통신망의 구조도이다.
IMT-2000망은 크게 교환국(101), 제어국(102) 및 다수의 기지국(103)으로 구성된다.
교환국으로는 ATM 교환기(101)가 사용되며, 제어국(102)은 ATM 교환기(101)와 155Mbps 옵틱(optic) 인터페이스로 연결된다. 제어국(102)은 ANS(Access Network Sub-system, 108), 다수의 STS(Selector and Transcoder Subsystem, 109) 및 CSS(Call and Signal Subsystem, 110)로 구성된다. STS(109) 각각은 SIB(Selector Interface Block, 107), 다수의 STB(Selector and Transcoder Block), ATM 정합 모듈(105) 및 ATM 다중화/역다중화 모듈(104)로 구성된다.
ATM 다중화/역다중화 모듈(104)은 4개의 ATM 정합모듈(105) 을 제어하도록 설계된다. ATM 정합모듈(105)은 ATM 교환기(101)로부터 내려오는 ATM 셀 형태의 AAL1 트래픽 데이터와 AAL5 시그널링 트래픽 데이터를 ATM 다중화/역다중화 모듈(104)을 통해 받은 후, TDM(Time Division Multiplex) 데이터로 변환하여 보코더/셀렉터(Vocoder/Selector, 106)로 송신하고, 역으로 기지국에서 올라오는 TDM 데이터를 ATM 셀로 만들어 ATM 다중화/역다중화 모듈(104)을 통해 ATM 교환기(101)로 전송하는 기능을 수행한다. ATM 다중화/역다중화 모듈(104)은 IMT-2000망의 제어국(102)에 있어서 ATM을 기반으로 하는 교환 및 전송방식을 지원하며, ATM 교환기(101)와 제어국(102) 간의 ATM 셀을 다중화 및 역 다중화하는 기능을 수행한다.
기지국(103)은 단말기와의 무선 규격에 따른 정합에 관한 종단 기능을 수행하며 제어국(102)과 연결된다.
도 2는 본 발명에 따른 비동기 전송모드 정합모듈의 구조를 설명하기 위해 도시한 블록도이다.
본 발명에 따른 ATM 정합모듈은 크게 S-T 버스 정합부(201), 타임 스위치 정합부(202), AAL-1처리부(203), 제어 프로세서부(208), AAL-5(MPC860SAR) SAR 처리부(211), 셀 MUX/DeMUX부(204), Cell BUS 처리부, ATM 전송부(205), IPC 버스 정합부(209)로 나누어진다.
ST-BUS 정합부(201)는 다수의 기지국을 디지털 중계선으로 연결하는 부분이다. ST-BUS 정합부(201)는 백 보드로부터 받은 E1급의 8개 채널을 2M 및 8K의 클럭에 동기해서 전송 및 수신하는 블록으로서, 예를 들어 74175의 버퍼를 통하여 SRD+, SRD-의 8개의 수신 데이터를 신호 변환 후 S-T 스위치인 MT90820에 8채널을 공급한다. MT90820을 거친 신호선은 프로세서부의 HDLC 버스에 2채널, AAL1 처리부에 6채널을 공급한다.
타임 스위치 정합부(202)는 백 보드로부터 입력되는 8개의 입출력 링크 신호를 AAL1 처리부(203)에 6개, AAL5 처리부(211)에 2개의 링크를 서로 스위칭 하여 각종 데이터들의 타임 슬롯 교환기능을 수행하는 부분으로서, 예를 들어 MITEL사의 MT90820 타임 스위치를 이용하여 설계한다. MITEL사의 MT90820 타임 스위치는 16 X 16의 단 방향 스위치로서 이 기능을 수행하기 위해서 양방향 8X8로 사용되었다. MT90820은 또한 16비트 데이터 버스를 통해서 프로세서의 제어를 받아서 각종 스위칭에 관련된 제어기능 및 시험 기능을 수행한다. 또한, 프로세서 버스와는 16비트 데이터 버스로 정합 된다.
AAL1 처리부(203)는 음성 및 영상 관련 트래픽 데이터를 AAL1 형태의 ATM 셀로 변환 및 역변환하는 부분으로, 예를 들어 IGT사의 WAC-021B칩을 사용하여 설계하는데, 이 칩은 DS1 급 및 DS3급으로 CBR서비스가 가능하다. 따라서, 음성과 같은 CBR서비스가 요구되는 시스템에서 적합한 구조이며 8개의 E1(2Mbps)의 정합이 가능하다. 본 발명에 따른 시스템에서는 그 중 6개의 채널을 S-T 스위치에 정합 시켜 Utopia 인터페이스를 통해서 ATM 셀 다중화기에 정합시켜 사용한다.
ATM 셀 다중화/역다중화부(204)는 셀 다중화 및 역다중화 기능을 가지며 다수의 ATM 입력을 다수의 ATM출력으로 변환한다. 본 발명에서는 ST-BUS에서 ATM 스위치 쪽으로의 흐름을 송신이라 하고 ATM 스위치에서 ST-BUS쪽으로의 흐름을 수신이라고 정의한다. 송신의 경우, WAC-TX 및 SAR-TX FIFO의 ATM 셀을 우선 순서에 근거하여 다중화 한다. 그리고 VPI 테이블에 주어진 해당 VPI값을 이용하여 CB-TX FIFO로 보낸다. 입력되는 해당 셀의 VPI를 래치한 후 해당 VPI를 VPI 테이블에 입력하면 미리 설정된 비트맵이 수신된다. 이 수신된 비트맵을 근거로 PM-TX, CB-TX로의 라우팅을 결정한다. 수신의 경우는 PM-RX FIFO 및 CB-RX FIFO에 저장되는 ATM 셀 데이터가 있으면 라운드 로빈 방식으로 다중화 한 후, 해당 셀의 VPI를 래치 한 다음 그 VPI를 VPI 테이블에 입력하면 해당 비트맵 출력되며, 출력된 비트맵을 근거로 WAC-RX, SAR-RX, CPU-RX로 라우팅을 결정한다. 또한 본 발명에서 사용된 ATM 셀 다중화/역다중화부(204)에서는 VPI를 근거로 라우팅을 결정한다. VPI 테이블 값은 CPU 버스를 통해서 사전에 초기화하거나, 또는 해당 트래픽의 호가 설정되면 등록이 된다.
ATM 전송부(205)는 셀 버스를 통해서 ATM 다중화/역다중화부(204)와 정합된다. 또한 ATM 전송부(205)는 VPI 값에 따라 별도로 라우팅 기능을 가지고있으며 기능에 따라 각각의 단독 모드로 사용하는 것 또한 가능하다.
클럭 정합부(206)는 제어국내의 동기 클럭 발생장치로부터 입력된 S-T 버스용 클럭을 수신하여 타임스위치로 공급하는 기능을 수행한다.
HDLC 정합부(207)는 음성 및 영상 관련 트래픽 데이터를 HDLC 형태의 데이터로 변환 및 역변환하는 블록이다. 만약, 기지국과 연결된 E1 정합회로에서 수신된 데이터가 HDLC 형태의 제어 트래픽인 경우, 타임 스위치(202)에서 제어 프로세서부(208)의 제어를 받아 다른 정합모듈 또는 ATM 교환기와 송수신할 수 있도록 AAL5 형태의 데이터로 변환 또는 역변환 기능을 수행하기 위해 AAL5 처리부(211)로 보내며 이와 같은 제어 트래픽 처리는 역방향으로도 처리된다. 제어 프로세서부(208)는 ARM 정합모듈 내의 제어 및 유지보수를 담당하는 부분으로, 예를 들어, 1Mbyte의 16비트 버스 폭을 가지는 플래쉬 메모리(ROM)가 내장되어 있고, 2Mbyte의 32 비트 SRAM과 추가로 2Mbyte 의 SRAM이 확장되어 전체 4Mbyte의 SRAM이 정합 되어 있다. 또한, 상위 IPC를 위한 U-LINK정합 기능과 2개의 HDLC 정합 기능, ATM 다중화/역다중화 모듈과 IPC 통신을 위한 IPC 버스 정합을 위한 DPRAM 정합부를 포함하고 있다. 그리고 기본 관리 기능을 수행하기 위한 정합을 위하여, 예를 들어, 1개의 UART 채널을 통하여 RS-232와 연결되어 비동기 통신을 제공하고, 10_BASE-T 케이블을 통해서 10Mbps급의 Ethernet 통신을 제공하기 위하여 모토롤라사의 MPC860을 사용하여 설계하였다.
IPC 버스부(209)는 ATM 다중화/역다중화부(204)와 AAL5 처리부(211) 사이에서 각종 데이터를 송수신할 수 있도록 정합하여, IPC 통신을 하기 위한 것으로서 16비트의 DPRAM을 통해서 상위 블록과 통신을 할 수 있다. 또한 특정 번지를 액세스하면 인터럽트가 발생되므로 상위 블록과 인터럽트를 송수신 할 수 있다.
U 링크 정합부(210)는 제어국 상위 프로세서와 유지 보수 정보 및 제어 정보를 송수신하기 위한 블록으로 송신 클럭, 송신 데이터, 송신 알람, 수신 클럭, 수신 데이터, 수신 알람의 6가지 신호를 정합시킨다.
AAL5 SAR 정합부(211)는 ATM 다중화/역다중화부(204)로부터 할당되는 해당 커넥션의 시그널링을 하여 데이터를 AAL5 형태로 변환 또는 역변환하기 위한 블록으로서 프로세서로는 예를 들어, AAL5 처리 기능을 수행하는 MPC860SAR을 사용하였다. MPC860SAR 버전은 AAL5 처리 기능을 수행하는 프로세서로서 프로세서의 특정 포트를 UTOPIA 버스로 할당하여 ATM 셀을 분해 및 조립(SAR: Segmentation and Reassembly)을 수행한다.
도 3은 본 발명에 따른 비동기 전송모드 정합모듈 중 AAL5 정합부의 구조를 설명하기 위해 도시한 블록도이다.
먼저, ATM 정합모듈이 ATM 다중화/역다중화부(204)로 신호 처리를 하기 위하여 보내야 할 패킷 데이터가 있으면, ATM 셀 분리/결합기(MPC860SAR)(31)에서 셀을 53바이트 단위의 원하는 셀로 분해 한 후 UTOPIA 버스 및 AAL5 송신 FIFO(33)를 통해 전기적 프로그램 가능 논리 소자(Electrically Programmable Logic Device; EPLD)(32) 내의 다중화 블록으로 전송한다. 반면, 수신의 경우는 EPLD(32) 내의 역다중화 블록에서 VCI/VPI 필드 비교 후 시그널링 셀을 표시하는 VCI 또는 VPI 또는 ATM 다중화/역다중화부(204)의 CPU로 전달 될 VCI/VPI라면 수신 된 셀이 AAL5 수신 FIFO(34)에 저장이 되고 이 때 저장된 셀은 UTOPIA 버스를 통해서 MPC860SAR(31)에 전달이 되어 셀이 완성된 패킷으로 조립 후 상위 블록에 전달이 된다. EPLD(32)는 ATM 정합 모듈의 제어를 위해서 예를 들어, Altera사의 MAX9560GC280-15 EPLD를 사용하였다. EPLD(32)의 주요 기능은 각종 디바이스 정합을 위한 어드레스 디코더, ATM 셀 MUX/DeMUX기능을 수행한다.
프로세서 블록과의 어드레스 뱅크 디코더용으로 사용된 디바이스는 다음 [표 1]과 같다.
상기 어드레스 뱅크 디코더 설정은 최대한 동일 포트와 내부 TA*모드와 외부 TA*모드를 고려하여 설정한다. PCI 버스와 MT90820( ST-Switch), WAC021( AAL1)은 외부 TA*를 사용하여야 한다. 이를 위해서 EPLD에서 제어를 담당한다. 할당된 어드레스 맵은 다음의 [표 2]와 같다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 ATM 정합모듈은 ATM 교환기와 망 형태에 따라 ATM 사용자와 망간, 또는 ATM 망간 정합규격에 의하여 연결되고, 다수의 기지국을 수용하고 핸드오버 기능 등을 수행하는 제어국에서 다수의 기지국을 효율적으로 수용하므로써, 망 구성을 경제적으로 할 수 있으며, 망 전체적으로 시스템 구성의 효율성을 높일 수 있고, ATM/TDM간 신호 변환을 이용한 정합장치에 용이하게 적용할 수 있다.

Claims (2)

  1. 차세대 이동통신망 제어국의 비동기 전송모드 정합모듈의 구조에 있어서,
    상기 비동기 전송모드 정합모듈은 다수의 기지국을 디지털 중계선으로 연결하고 백 보드로부터 받은 채널을 전송 및 수신하기 위한 S-T 버스 정합부와,
    상기 S-T 버스 정합부로부터 송신되는 채널에 따른 데이터들의 타임 슬롯 교환기능을 수행하기 위한 타임 스위칭 정합부와,
    음성 및 영상 관련 트래픽 데이터를 AAL1 형태의 ATM 셀로 변환 및 역변환하기 위한 AAL1 처리부와,
    음성 및 영상 관련 트래픽 데이터를 HDLC 형태의 데이터로 변환 및 역변환하기 위한 HDLC 정합부와,
    ARM 정합모듈 내의 제어 및 유지보수를 수행하기 위한 제어 프로세서부와,
    상기 ATM 다중화/역다중화부로부터 할당되는 해당 커넥션의 시그널링을 하여 데이터를 AAL5 형태로 변환 또는 역변환하기 위한 AAL5 정합부와,
    상기 ATM 다중화/역다중화부와 AAL5 처리부 사이에서 각종 데이터를 송수신할 수 있도록 정합하는 IPC 버스부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차세대 이동통신망 제어국의 비동기 전송모드 정합모듈의 구조.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 AAL5 정합부는 ATM 셀을 원하는 크기로 분해 한 후 UTOPIA 버스 및 AAL5 송신 FIFO 및 수신 FIFO를 통해 송수신하는 ATM 셀 분리/결합기와,
    상기 송신된 ATM 셀을 다중화 블록을 통해 다중화 하거나 역다중화 블록을 통해 ATM 셀 분리/결합기로 송신하기 위한 논리소자를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차세대 이동통신망 제어국의 비동기 전송모드 정합모듈의 구조.
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