KR20010058247A - 회선 및 패킷 트래픽을 위한 복합 다중방법 - Google Patents

회선 및 패킷 트래픽을 위한 복합 다중방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 동기 시분할다중 방식을 응용한 복합(hybrid) 다중 방식에 관한 것으로서, 컴퓨터 통신에서 회선 트래픽(Connection oriented traffic)과 패킷 트래픽(Connectionless traffic)을 동시에 다중하는 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명에서는 기존의 동기 시분할다중 방식으로 회선 트래픽을 위해 일정한 고정 타임슬롯을 사용하고 나머지의 유휴 타임슬롯(idle time slot)에 패킷 트래픽을 실어서 전송하는 복합 다중방식을 제공한다. 그러므로, 회선 트래픽은 계속해서 다중화기에 의해 스캐닝되며 유휴 타임슬롯이 있을 때 패킷 트래픽을 넣어 다중된다. 이러한 본 발명은 유휴 타임슬롯의 낭비를 방지할 수 있고 컴퓨터 통신에서 실시간 트래픽의 서비스품질을 확실히 보장할 수 있다.

Description

회선 및 패킷 트래픽을 위한 복합 다중방법 {Hybrid Multiplexing Method for circuit and packet switched traffic}
본 발명은 컴퓨터 통신분야에서 링크의 효율을 높이기 위해 링크의 용량을 공유하는 다중화 기술분야에 관한 것으로서, 보다 상세하게 설명하면 회선 트래픽(Connection oriented traffic)과 패킷 트패픽(Connectionless traffic)을 컴퓨터 통신에서 복합 다중방식을 이용하여 다중화하는 방법에 관한 것이다.
컴퓨터 통신분야에서, 회선 트래픽과 패킷 트래픽을 하나의 채널에 분할다중하는 방법에는 주파수분할다중(FDM), 시분할다중(TDM), 그리고 동기 TDM의 효율을 개선한 통계적 시분할다중방식이 있다.
도 1을 참조하면서, 종래 기술에 따른 동기 시분할다중방식과 통계적 시분할다중방식을 간단하게 설명하면 다음과 같다.
동기 시분할다중(105) 방식은 각 다중 디지털신호를 시간적으로 인터리빙(101)시켜 단일 전송로(102)로 동기적으로 보내는 방식이다. 데이터는 프레임(109)으로 구성되며, 각 프레임은 한 주기의 타임 스롯(103)을 포함하고 각 프레임은 각 데이터 소스(104)에 한 개 이상의 슬롯을 배당시킨다. 동기 시분할다중(105) 방식은 타임 슬롯이 소스에 미리 할당되어 고정되기 때문에 동기적이며 각 소스에 대한 타임 슬롯은 소스가 데이터를 보내는 것과 상관없이 전송된다. 이렇게 동기 시분할다중(105) 방식에서는 많은 타임 슬롯들이 낭비된다. 이는 모든 호스트(104)들이 활발하게 사용된다 하더라도 대부분의 시간동안 호스트(104)의 데이터 전달이 없기 때문이다.
한편 동기 TDM(105)의 단점을 극복하기 위해 통계적 시분할 다중(106) 방식이 제안되었다. 이 방식은 요구에 따라서 타임 슬롯(103)을 동적으로 할당하여 데이터를 전송한다. 통계 TDM(106)은 한 편에 다수의 I/O 회선과 맞은 편에 고속 다중화회선을 가진다. 각 I/O회선은 자신과 연결된 하나의 버퍼를 가진다. 다중화를 위해 입력버퍼(107)를 조사하고 프레임(110)이 찰 때까지 데이터를 모은 뒤 전송한다. 그러나 슬롯은 정해진 위치를 가지지 않으므로 어느 소스의 데이터를 어느 슬롯에 넣어야 할지 미리 알 수 없다. 입력회선으로부터의 데이터나 출력회선으로 분산되는 데이터가 어느 회선으로 입출력되는지 예상할 수 없으므로 적절한 전송을 위해 주소정보(108)가 필요하다. 따라서, 각 슬롯이 데이터 및 주소를 운반해야 하므로 통계적 TDM(106)에서는 동기 TDM(105)보다 슬롯 당 더 많은 오버헤드(108)를 포함하는 문제점이 발생한다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 회선 데이터에 대해서는 동기 시분할 다중방식으로 동작하고 유효 타임슬롯에 패킷 데이터를 다중하여 전송하는 회선 및 패킷 트래픽을 위한 복합 다중화방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은, 복합 스위치내에서 회선 트래픽과 패킷 트래픽이 블록킹이 일어났을 경우 회선 트래픽은 기존 TDM 방식대로 스위칭을 하고, 패킷 트래픽은 버퍼에 임시로 저장을 한 다음, 유휴 타임슬롯이 발생될 때까지 기다린 후 유휴 타임슬롯이 발생되면 버퍼의 패킷 트래픽을 다중하여 전송하는 회선 및 패킷 트래픽을 위한 복합 다중화방법을 제공하기 위한 것이기도 하다.
도 1은 종래 기술에 따른 동기 시분할다중(TDM)과 통계적 시분할다중(TDM)을비교하기 위하여 도시한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 복합 다중(Hybrid Multiplexing)방식을 설명하기 위하여 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 회선 트래픽(Connection Oriented Traffic)과 패킷 트래픽(Connectionless Traffic)의 다중방법을 도시한 동작 흐름도,
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 복합 스위치(Hybrid Switch)의 블록도,
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 복합 스위치 동작방식을 도시한 동작 흐름도이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 회선 및 패킷 트래픽을 위한 복합 다중화방법은, 수신 호(Incoming Call) 메시지가 입력되면, 상기 수신 호 메시지의 종류가 회선 설립/해제 인 지를 확인하는 제 1 단계와, 상기 수신 호 메시지 종류가 회선 설립 메시지이면 상기 설립된 회선에 회선 트래픽을 전송하고 패킷 트래픽을 전송할 유휴 타임슬롯이 있는 지를 확인하는 제 2 단계, 및 상기 유휴 타임슬롯이 있으면 상기 유휴 타임슬롯에 패킷 트래픽을 할당하여 상기 회선 트래픽과 패킷 트래픽을 다중하여 전송하는 제 3 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
양호하게는, 상기 제 2 단계에서 상기 패킷 트래픽을 전송할 유휴 타임슬롯이 존재하지 않으면 상기 패킷 트래픽을 버퍼에 저장하는 제 4 단계와, 상기 제 4 단계의 진행 도중, 상기 패킷 트래픽을 전송할 유휴 타임슬롯이 발생하면 버퍼에 저장된 패킷 트래픽을 상기 회선 트래픽과 다중하여 전송하는 제 5 단계를 더 포함한 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 한 실시예에 따른 "회선 및 패킷 트래픽을 위한 복합 다중화방법"을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 복합 다중(Hybrid Multiplexing) 방식을 설명하기 위하여 도시한 도면이다. 먼저, 소스 데이터가 있으면 일정 타임슬롯을 가지고 회선 트래픽(201)을 인터리빙(202)시켜 하나의 전송채널(203)로 다중화한다. 기존 TDM 방식에서 유휴 타임슬롯에 패킷 트래픽(204)을 실어서 하나의 전송채널(203)에 회선 트래픽과 함께 다중화한다. 물론 전송할 회선 트래픽과 패킷 트래픽이 없으면 유휴슬롯과 함께 다중화된다. 슬롯의 헤더(205)에는 두 비트를 포함하는데, 이 두 비트에는 패킷의 시작과 끝을 나타내는 정보가 실린다.
이 두 비트가 00일 경우에는 유휴타임 슬롯을 가리킨다. 이때는 회선 트래픽과 패킷 트래픽이 모두 존재하지 않는 경우이다. 이 두 비트가 01일 경우에는 페이로드(payload)가 패킷 트래픽을 나타내며 하나의 패킷이 시작 된다는 뜻이다. 이 두 비트가 10일 경우에는 하나의 패킷이 끝임을 의미한다. 슬롯의 헤더(205)의 두 비트가 11일 경우에는 회선 트래픽을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 회선 및 패킷 트래픽을 위한 복합 다중화방법을 도시한 동작 흐름도이다. 도 3에는 회선 트래픽과 패킷 트래픽의 다중 절차가 도시되어 있다.
먼저, 복합 다중화를 하기 위해서, 수신 호 메시지가 있는 지를 확인하고(S301), 수신 호 메시지가 회선 설립인 지를 확인한다(S302). 단계 S302에서 회선 설립메세지이면 이를 수행하는데 회선트래픽을 보내기위해 회선설립이 완료가 될 때 까지 기다려서 회선트래픽을 보내는 것이 아니라 회선설립 중에도 국부적으로 복합 스위치간에 회선확립절차가 이루어져 국부적 회선 확립이 되면 회선트래픽을 확립된 스위치까지 트래픽을 보내고 다음 중간 복합스위치간에 회선확립이 되면 회선 확립된 스위치까지 회선트래픽을 흘려보내어 전파지연(Propagation delay)를 줄여주도록 하였다. 본 발명에서는 이를 추종연결(Following Connection;S308)이라고 명명하였다. 회선 설립되면 회선을 통해 회선 트래픽을전송하고, 패킷 트래픽(CL 트래픽)을 위한 유휴 타임슬롯(Idle Time Slot)이 있는 지를 확인한다(S303). 확인결과, 유효 타임슬롯이 존재하면 회선 트래픽과 함께 패킷 트래픽을 타임 슬롯에 할당하여(S304) 다중한다(S305). 한편, 유효 타임슬롯이 존재하지 않으면 패킷 트래픽을 임시로 버퍼에 저장하고(S306), 단계 S303으로 다시 진행하여 유휴 타임슬롯이 있는지를 다시 검사한다. 유효 타임슬롯이 있으면 버퍼에 있는 패킷 트래픽부터 다중하여 전송한다.
한편 단계 302에서 수신 호 메시지가 회선 해제이면, 패킷 트래픽을 어떤 타임슬롯에라도 실어서 다중한다(S307). 그리고, 단계 S301에서 수신 호 메시지가 없을 경우에는 패킷 트래픽만 실어서 다중한다(S307).
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 복합 스위치(Hybrid Switch)(400)의 블록도이다. 다중화가 된 TDM 직렬링크(401)가 본 발명의 복합 스위치(400)에 입력되면, CO/CL 분류기(403)는 헤더의 내용을 이용하여 패킷 트래픽과 회선 트래픽을 분류한다. 패킷 트래픽(CL : 404)이면 헤더 검사부(405)는 이 패킷 트래픽의 헤더를 검사하고 패킷 어셈블러(406)는 패킷 트래픽인 타임슬롯을 하나의 패킷이 될 때까지 모은다. 라우터 모듈(407)은 라우팅 테이블에 의해 경로를 검색한다. 트래픽의 고정된 타임슬롯의 크기로 분할한 후 헤더 생성부(408)는 다시 헤더를 추가하여 패킷의 경계부를 식별하게 하고 경로가 결정된 회선 트래픽(411)과 출력 슬롯 삽입기(409)에 의해 다중되어 인터페이스(412)로 출력된다.
한편, CO/CL 분류기(403)에 의해 회선 트래픽(CO : 410)으로 분류되면 스위치 모듈(411)에서 타임슬롯이 교환되고, 출력 슬롯 삽입기(409)에서 패킷 트래픽과함께 다중화되어 인터페이스(412)로 출력된다. 한편, 출력 슬롯에서 회선 트래픽(CO)과 패킷 트래픽(CL)에 블록킹이 발생하면, 패킷 트래픽을 잠시 버퍼(413)에 저장하고, 출력 유휴슬롯이 발생되었을 경우 출력 슬롯 삽입기(409)에 패킷 트래픽을 삽입하여 다중한다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 복합 스위치 동작방식을 도시한 동작 흐름도이다. 복합 스위치로 역다중되어 입력되면(S501), 회선 트래픽인지를 검사한다(S502). 단계 S502에서 회선 트래픽이면 스위치 모듈에 의해 타임 슬롯이 교환되고(S503), 출력 슬롯 삽입기에 의해 패킷 트래픽과 함께 삽입되어(S504) 다중된다(S505). 만약 단계 S502에서 회선 트래픽이 아니면, 패킷 트래픽의 헤더의 내용을 보고 하나의 패킷을 모은다(S506). 이 패킷은 라우터 모듈에 의해 라우팅이 되고 다시 헤더를 삽입하여 유휴타임 슬롯에 트래픽을 실을 준비를 한다(S507).
다음, 출력 유휴 타임슬롯이 있는 지를 확인하여(S508), 출력 유휴 타임슬롯이 없으면 패킷트래픽을 버퍼에 임시 저장하고(S509), 출력 유휴타임 슬롯이 있을 때까지 기다린다. 한편, 단계 S508에서 출력 유휴 타임슬롯이 있으면 출력 슬롯 삽입기는 회선 트래픽과 함께 패킷 트래픽을 다중화한다(S504, S505).
위에서 양호한 실시예에 근거하여 이 발명을 설명하였지만, 이러한 실시예는 이 발명을 제한하려는 것이 아니라 예시하려는 것이다. 이 발명이 속하는 분야의 숙련자에게는 이 발명의 기술사상을 벗어남이 없이 위 실시예에 대한 다양한 변화나 변경 또는 조절이 가능함이 자명할 것이다. 그러므로, 이 발명의 보호범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 한정될 것이며, 위와 같은 변화예나 변경예 또는 조절예를 모두 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 회선 데이터를 기존의 동기 시분할다중 방식으로 전송하고, 패킷 데이터는 유휴 타임슬롯에 실어서 전송하기 때문에 전송효율을 높일 수 있는 효과가 있다.
이러한 복합 다중방식을 인터넷에 적용하면, 실시간 서비스는 기존 동기 시분할다중 방식을 그대로 이용하여 고정된 지연(fixed delay), 고정된 대역폭(fixed bandwidth)의 완벽한 서비스품질(QoS)를 제공하고, 브로드 캐스팅이나 멀티 캐스팅 또는 목적지 호스트가 자주 변경될 경우, 패킷 트래픽은 별도의 시그널링없이 유휴 타임슬롯에 실어서 동적인 서비스를 제공할 수 있다. 즉, 인터넷 서비스의 서비스품질과 동적 서비스를 모두 만족시킬 수 있다.
또한, 회선 데이터와 패킷 데이터를 공통 채널을 이용하여 동시에 전송할 수 있으므로 회선 및 패킷 등을 전송하기 위한 별도의 전송설비가 추가되지 않는다.

Claims (5)

  1. 수신 호 메시지가 입력되면, 상기 수신 호 메시지의 종류가 회선 설립/해제 인 지를 확인하는 제 1 단계와,
    상기 수신 호 메시지 종류가 회선 설립 메시지이면 상기 설립된 회선에 회선 트래픽을 전송하고 패킷 트래픽을 전송할 유휴 타임슬롯이 있는 지를 확인하는 제 2 단계, 및
    상기 유휴 타임슬롯이 있으면 상기 유휴 타임슬롯에 패킷 트래픽을 할당하여 상기 회선 트래픽과 패킷 트래픽을 다중하여 전송하는 제 3 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 회선 및 패킷 트래픽을 위한 복합 다중방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 단계에서 상기 패킷 트래픽을 전송할 유휴 타임슬롯이 존재하지 않으면 상기 패킷 트래픽을 우선순위에 따라 서로 다른 우선순위 버퍼에 저장하는 제 4 단계와,
    상기 제 4 단계의 진행 도중, 상기 패킷 트래픽을 전송할 유휴 타임슬롯이 발생하면 높은 우선순위 버퍼에 저장된 패킷 트래픽을 우선적으로 상기 회선 트래픽과 다중하여 전송하는 제 5 단계를 더 포함한 것을 특징으로 하는 회선 및 패킷 트래픽을 위한 복합 다중방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 3 단계는 시그널링 없이 유휴타임 슬롯을 이용하여 오버헤드(Overhead)없이 다중화하는 것을 특징으로 하는 회선 및 패킷 트래픽을 위한 복합 다중방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 3 단계에서 CL 트래픽은 하나의 패킷으로 연속해서 유휴타임 슬롯에 실어 전송하고, 상기 유휴타임 슬롯의 헤더에 패킷의 시작과 끝을 알리는 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 회선 및 패킷 트래픽을 위한 복합 다중방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 단계는 추종연결(following Connection) 회선설립을 이용하는 것을 특징으로 하는 회선 및 패킷 트래픽을 위한 복합 다중방법.
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