KR20020011513A - 스위칭 자원의 제한적인 사용을 제거한 에이티엠 스위칭시스템 및 그 데이터 처리방법 - Google Patents

스위칭 자원의 제한적인 사용을 제거한 에이티엠 스위칭시스템 및 그 데이터 처리방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 의한 스위칭 자원의 제한적인 사용을 제거한 ATM 스위칭 시스템은, 메모리의 맵핑 테이블에, 전체필드를 스위칭 자원으로 사용하는, ATM 스위치와 물리계층 구간의 VCI/VPI와, ATM 스위치내에서 허용되는 제한된 필드를 스위칭 자원으로 사용하는, ATM 스위치내의 VCI/VPI간의 맵핑 데이터를 저장하고, 셀변환부에서, 메모리에 저장된 맵핑 테이블에 의거하여 상기 스위칭 자원으로 전체필드를 사용하는 VCI/VPI를, 스위칭 자원으로 ATM 스위치에서 허용되는 제한된 필드를 사용하는 VCI/VPI로 변환하거나, 그 역변환을 수행함으로써 ATM 스위치와 물리계층 구간에서는 전체 필드를 사용하는 스위칭자원을 이용하고 ATM 스위치내에서는 제한된 필드를 사용하는 스위칭자원을 이용하여 셀 간의 데이터 전송을 수행하도록 구성된다.
본 발명에 의하면, 종래에 제한된 필드의 VPI/VCI만을 사용하는 ATM 스위치내에서 전체 VPI/VCI 필드를 사용할 수 있게 됨으로써, VPI/VCI 필드의 제한을 해소할 수 있으며, 통신 시스템에서 각 구성요소간 사용되는 PVC 값을 설정을 용이하게 실행할 수 있게 된다.

Description

스위칭 자원의 제한적인 사용을 제거한 에이티엠 스위칭 시스템 및 그 데이터 처리방법{ATM Switching system and data processing method for excluding the limitted using of switching resources}
본 발명은 ATM 스위칭 시스템 및 그 데이터 처리방법에 관한 것으로서, 특히 이동 통신망에 적당하도록 제한된 필드의 VPI/VCI만을 사용하는 ATM 스위치내에서 전체 VPI/VCI 필드를 사용할 수 있게 하는 스위칭 자원의 제한적인 사용을 제거한 ATM 스위칭 시스템 및 그 데이터 처리방법에 관한 것이다.
ATM은 비동기 전송방식의 약자로서 음성, 비디오, 데이터 등 통합된 네트워크 전송을 위한 기반 기술로서 제안되었다. 이 기술은 광대역정보통신의 실현방법으로 개발되고 있는 추세이다.
비동기전송이라는 것은 전송측과 수신측이 클럭의 일치를 통해서 정보를 교환하는 것이 아니라, 클럭의 차이를 공백이나 미지정 셀을 사용해서 극복하는 방식이다. 이러한 ATM의 특징으로는 53바이트의 '셀'이라는 단위로 구성되어 있고, 네트워크를 감시, 관리 및 유지하는데 드는 비용의 효과가 있으며, 대역폭을 동적으로 할당할 수가 있어서 앞으로 요구될 서비스에 대한 융통성 확보 및 통합화된 서비스를 할 수 있다.
서로 다른 길이로 잘려진 셀들은 전송파이프를 거치면서 52바이트의 같은 크기로 잘려지면서 최적화가 되는데 이러한 방식을 "통계적 다중화"방식이라고 한다. ATM 네트워크 상에서 정보의 흐름은 "가상 채널 식별자"(VCI: Virtual Channel Identifier, 이하 VCI라고 함)와 "가상 패스 식별자(VPI: Virtual Pass Identifier, 이하 VPI라고 함)"라는 식별변호에 의해 전송할 수 있다. 즉, VCI는 ATM 셀이 목적지로 가는 도중 반드시 거치게 되는 ATM 스위치 내에는 입력채널 번호를 출력채널 번호로 변환시켜주는 테이블이 존재한다. 이처럼 VCI의 값을 이용해 회선이 구축되는 것을 가상회선(Virtual Circuit)이라 하며, VCI를 이용해 전송측과 수신측이 접속되는 것을 가상 채널 커넥션(Virtual Channel Connection : 이하 VCC)이라고 한다. 또한, VPI는 한 개의 패스(Path)내에 다수의 채널이 존재하게 된다. 가상패스도 역시 가상 채널처럼 가상 패스 커넥션(Virtual Path Connection : 이하 VPC라 함)을 할 때 사용한다.
일반적으로 일반 망에서 쓰이는 스위치에서는 전체 24 Bit의 VPI/VCI 필드를 스위칭 자원으로 사용하고 있다. 이때, 대부분의 경우에는 전체 64k 만큼의 가상 커넥션(Virtual Connection)이 지원되고 이에 따라, 24 Bit 중 일부 필드의 사용이 제한된다.
따라서, 기존의 스위치에서는 VPI/VCI의 각 필드에 아무런 의미도 두지 않고 0에서부터 64k 까지 순차적으로 할당하여 사용하게 한다. 이런 할당 방식이 통신상의 표준에 아무런 위배가 되지 않고, 아울러 이동 통신망 같은 특수화된 ATM 스위치 네트워크에서는 전체 접속의 개수가 64k로 동일하다 할지라도, 24 Bit의 VPI/VCI 전체 필드를 제한 없이 사용할 필요가 있다.
그러나, 기존의 스위치 칩 셋(Chip Set)은 이러한 기능을 지원해 주지 못하고 있으며, 24Bit 중 16Bit 이하의 필드만을 사용하도록 허용하고 있다. 따라서, 이동 통신 시스템의 운영시 융통성 있는 PVC(Permanent Virtual Connection) 배정에 제약 조건이 되고 있다.
본 발명의 목적은 이상에서 제기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 가입자 쪽에는 아무런 부가적인 로드(load) 없이 망자체에서 변환작업이 수행되는 구조로써 가입자 쪽은 스위치의 하부계층의 구조에 전혀 상관없이 다른 스위치와 마찬가지로 동작이 가능하게 하도록 VPI/VCI 전체 필드를 제한 없이 사용할 수 있는 개선된 구조를 갖는 스위칭 자원의 제한적인 사용을 제거한 ATM 스위칭 시스템 및 그 데이터 처리방법을 제공하기 위한 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 스위칭 자원의 제한적인 사용을 제거한 ATM 스위칭 시스템은, 메모리에 가상 채널 식별자(VCI)/가상 패스 식별자(VPI)간의 맵핑 테이블을 저장하고, 물리계층으로부터 입력되는 셀에 대하여 셀변환부에서 메모리의 맵핑 테이블을 참조하여 입력 채널/패스 번호를 출력채널/패스 번호로 변환시켜 ATM 스위치를 통해 셀간의 스위칭을 수행할 때, 메모리의 맵핑 테이블에, 전체필드를 스위칭 자원으로 사용하는, ATM 스위치와 물리계층 구간의 VCI/VPI와, ATM 스위치내에서 허용되는 제한된 필드를 스위칭 자원으로 사용하는, ATM 스위치내의 VCI/VPI간의 맵핑 데이터를 저장하고, 셀변환부에서, 메모리에 저장된 맵핑 테이블에 의거하여 상기 스위칭 자원으로 전체필드를 사용하는 VCI/VPI를, 스위칭 자원으로 ATM 스위치에서 허용되는 제한된 필드를 사용하는 VCI/VPI로 변환하거나, 그 역변환을 수행함으로써 ATM 스위치와 물리계층 구간에서는 전체 필드를 스위칭자원으로 이용하고 ATM 스위치내에서는 제한된 필드를 스위칭자원으로 이용하여 셀간의 데이터 전송을 수행하도록 구성된다.
또한, 본 발명에 의한 스위칭 자원의 제한적인 사용을 제거한 ATM 스위칭 시스템의 데이터 처리방법은 메모리에 가상 채널 식별자(VCI)/가상 패스 식별자(VPI) 맵핑 테이블을 저장하고, 물리계층으로부터 입력되는 셀에 대하여 셀변환부에서 메모리의 맵핑 테이블을 참조하여 입력 채널/패스 번호를 출력채널/패스 번호로 변환시켜 ATM 스위치를 통해 셀간의 스위칭을 수행하는 ATM 스위칭 시스템에서 데이터 처리를 수행할 때, 메모리의 맵핑 테이블에, 전체필드를 스위칭 자원으로 사용하는, ATM 스위치와 물리계층 구간의 VCI/VPI와, ATM 스위치내에서 허용되는 제한된 필드를 스위칭 자원으로 사용하는, ATM 스위치내의 VCI/VPI간의 맵핑 데이터를 저장하고, 물리계층과 ATM 스위치간에는 전체 VCI/VPI 필드를 이용하여 셀 전송을 위한 데이터 처리를 수행하고, ATM 스위치내에서는 메모리의 맵핑 테이블에 저장된 맵핑 데이터에 의거하여 ATM 스위치에서 허용되는 제한된 필드를 스위칭 자원으로 이용하여 스위칭 데이터 처리를 수행하여 스위칭자원을 가변적으로 하여 데이터 처리하는 것을 특징으로 한다.
도 1 은 본 발명에 따른 스위칭 자원의 제한적인 사용을 제거한 ATM 스위칭 시스템 구성 블록도.
도 2 는 도 1에 보인 셀 변환부의 구성 블록도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : ATM 스위치 20, 50 : 메모리
30, 60 : 셀 변환부 40, 70 : 물리계층
31 : 메모리 인터페이스 블록
32 : 가상 채널 식별자(VCI)/가상 패스 식별자(VPI) 추출부
33a∼33d : 레지스터 34 : 먹스
35 : 가상 채널 식별자(VCI)/가상 패스 식별자(VPI) 삽입 제어부
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 ATM 스위치 장치의 블록 구성도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 ATM 스위칭 시스템은 비동기 전송방식으로 셀간의 스위칭을 수행하는 ATM 스위치(10)와, 가상 채널 식별자(VCI)/가상 패스 식별자(VPI) 맵핑 테이블을 저장하고 있는 메모리(content Addressable Memory: CAM)(20, 50)와, 각 물리계층(Physical Layer : PHY)(40, 70)에서 입력되는 셀들의 헤더를 분석하여 전체 필드를 스위칭 자원으로 하는 VCI/VPI를 ATM 스위치(10)에서 허용되는 만큼의 제한된 필드를 스위칭 자원으로 하는 VCI/VPI로 변환하는 셀 변환부(30, 60)로 구성된다.
메모리(CAM)(20, 50)에는 가상 채널 식별자(VCI)/가상 패스 식별자(VPI)간의 맵핑 테이블이 저장된다. 이 메모리의 맵핑 테이블에는, ATM 스위치(10)와 물리계층(Physical Layer : PHY)(40, 70)간의 구간에서 스위칭 자원으로 전체필드를 사용하도록 하고, ATM 스위치내에서 스위칭 데이터를 수행할 때는 그 ATM 스위치내에서 허용되는 만큼의 필드를 스위칭 자원으로 사용할 수 있도록 각각의 VCI/VPI간의 맵핑 데이터가 저장되어 있다.
이 맵핑 테이블에 의해 물리계층(PHY)(40, 70)으로부터 입력되는 셀에 대하여 셀변환부(30,60)에서 메모리의 맵핑 테이블을 참조하여 입력 채널/패스 번호를 출력채널/패스 번호로 변환시켜 ATM 스위치를 통해 셀간의 스위칭을 수행할 수 있게 된다.
셀변환부(30,60)에서는 물리계층(Physical Layer : PHY)(40, 70)으로부터 셀이 입력되면, 그 셀헤더를 분석하여 그 셀헤더로부터 VCI/VPI를 추출해낸다. 그리고 메모리(CAM)(20, 50)에 저장된 맵핑 테이블에 의거하여 그 추출된 VCI/VPI에 해당하는 맵핑 데이터를 읽어 스위칭 자원으로 ATM 스위치에서 허용되는 제한된 필드를 사용하는 VCI/VPI로 변환한다. 또는 그 역으로의 셀변환을 수행한다.
이렇게 함으로써 ATM 스위치와 물리계층 구간에서는 전체 필드를 스위칭자원을 이용하는 가상 채널 식별자(VCI)/가상 패스 식별자(VPI)에 의해 셀 전송을 위한 데이터 처리를 수행하고, ATM 스위치내에서는 메모리의 맵핑 테이블에 저장된 맵핑 데이터에 의거하여 ATM 스위치에서 허용되는 제한된 필드의 VCI/VPI에 의해 스위칭 데이터 처리를 수행하여 스위칭자원을 가변적으로 하여 데이터 처리할 수 있게 된다.
여기서, 셀변환부(30, 60)는 도 2에 도시된 바와 같이 물리계층(Physical Layer : PHY)(40, 70)으로부터 입력되는 ATM 셀을 수신하는 하나 이상의 레지스터(33a∼33d)와; 레지스터(33a∼33d)의 출력되는 ATM 셀의 헤더(Header) 부분(5 바이트)에서 24Bit의 VPI/VCI 부분을 추출하는 가상 채널 식별자(VCI)/가상 패스 식별자(VPI) 추출부(32)와, 메모리(20, 50)와의 통신을 정합하는 메모리 인터페이스 블록(31)과, 메모리(31)에서 읽어온 새로운 헤더(Header)를 삽입하기 위한 시간(Timing) 정보를 제공하는 가상 채널 식별자(VCI)/가상 패스 식별자(VPI) 삽입 제어부(35)와, 가상 채널 식별자(VCI)/가상 패스 식별자(VPI) 삽입 제어부(35), 메모리 인터페이스 블록(31), 레지스터(33a∼33d)의 각각의 출력신호를 다중화하여 출력하는 먹스(Mux)(34)로 구성된다.
이와 같이 구성된 본 발명의 ATM 스위칭 시스템에서의 데이터 처리과정을 살펴보면, 우선, 물리계층으로부터 셀이 입력되는 경우 그 셀의 헤더를 분석하여, 전체필드를 스위칭 자원으로 사용하는 가상 채널 식별자(VCI)/가상 패스 식별자(VPI)를, 상기 메모리에 저장된 맵핑 테이블에 의거하여 ATM 스위치에서 허용되는 제한된 필드를 사용하는 가상 채널 식별자(VCI)/가상 패스 식별자(VPI)로 변환하여 ATM 스위치내에서 스위칭처리가 이루어진다.
한편, ATM 스위치내에서 스위칭처리를 수행한 후, ATM 스위치에서 허용되는 제한된 필드를 사용하는 VCI/VPI를, 메모리에 저장된 맵핑 테이블에 의거하여 전체필드를 사용하는 ATM스위치와 물리계층 구간의 VCI/VPI로 변환하여 물리계층으로 전달하는 데이터 처리가 이루어진다.
도 2를 참조하여 본 발명에 따른 ATM 스위칭 시스템에서의 데이터 처리과정을 상세하게 설명하도록 한다.
외부에서 ATM 셀을 전송하면, 먼저 ATM 스위치(10)의 프로세서 블록이 상위로부터 특정 VPI/VCI 값을 가지는 셀이 물리계층(Physical Layer : PHY)(40, 70)으로부터 입력된다는 정보를 전달받는다. 프로세서 블록은 가상 연결(virtual Connection)에 관련된 파라미터들을 ATM 스위치(10) 내부에 세팅하고, 이 VPI/VCI (전체 필드를 모두 사용하는)가 스위치 내부에서 사용되어질 특정 값으로 변환시키기 위한 맵핑 테이블(Mapping Table)을 메모리(20, 50)안에 저장한다. 물론, 여기서 변환되어질 VPI/VCI 값은 ATM 스위치(10) 내부에서 요구되어지는 제한된 필드를 사용하는 값이 된다.
도 1에서 도시한 바와 같이, 물리계층(Physical Layer : PHY)(40)에서 입력되는 ATM 셀들은 먼저 셀변환부(30)에 입력되어 해당되는 변환 VPI/VCI 값으로 바뀌어 ATM 스위치(10)로 입력된다. 이어, ATM 셀은 ATM 스위치(10)에서 스위칭 된 후, 물리계층(Physical Layer : PHY)(70)으로 출력된 후, ATM 셀은 다시 셀변환부(30)에 입력된다. 이 ATM 셀은 다시 셀변환부(30)에 입력되어 원래의 제한된 VPI/VCI 필드를 사용하는 VPI/VCI 값으로 변환되어 해당 가입자에게 전달된다.
상기 각 셀변환부(30, 50)는 도 2에 도시된 바와 같이 먼저 물리계층(Physical Layer : PHY)(40)으로부터 입력되는 셀의 24 비트 VPI/VCI를 추출하고, 추출된 결과를 메모리(20)에 전달하게 된다. 메모리(20)는 이 데이터를 가지고 자신의 메모리 영역을 탐색하여 맵핑된 새로운 VPI/VCI 값을 출력하게 된다. 이 출력된 새로운 VPI/VCI 값을 읽은 셀변환부(30)는 이를 입력된 셀의 원하는 위치에 삽입한다. 그리고 이 셀을 ATM 스위치(10)로 보낸 후, 스위칭되어 돌아온 ATM 셀을 반대의 동작을 통하여 원래의 VPI/VCI 값으로 변환시킨 후, 이를 해당 가입자에게 전달한다.
이러한, 본 발명에 따른 스위칭 자원의 제한적인 사용을 제거한 ATM 스위칭 시스템의 효과를 설명하면 다음과 같다.
현재 IMT-2000에 채용된 ATM 스위치는 기존 국설교환기에 채용된 ATM 스위치에 비해 많은 구성 요소와 저속 가입자를 가지고 있다. 이에 따라, VPI/VCI의 필드(Field)를 제한시키면 운용상의 어려움이 존재하게 된다. 따라서, 본 발명의 ATM 스위치 장치를 적용함으로 VPI/VCI 필드의 제한을 해소할 수 있다.
따라서, 통신 시스템에서 각 구성요소간 사용되는 PVC 값을 설정을 용이하게 실행할 수 있다. 즉, 시스템의 관리가 용이하게 되고 VPI/VCI를 아무런 의미 없이 순차적으로 할당하지 않아도 된다. 왜냐하면, 각 비트마다 특별한 의미를 부여하여 특정 VPI/VCI를 보게 되면 어디에서 어디를 연결하는지를 즉시 알 수 있기 때문이다.
또한, 가입자에게 아무런 부가적인 정보 전송 없이 망자체에서 변환 작업을 수행함으로 가입자나 응용 소프트웨어 쪽은 물리계층의 구조에 상관없이 원래와 같이 셀들을 처리 할 수 있다.

Claims (4)

  1. 메모리에 가상 채널 식별자(VCI)/가상 패스 식별자(VPI)간의 맵핑 테이블을 저장하고, 물리계층으로부터 입력되는 셀에 대하여 셀변환부에서 메모리의 맵핑 테이블을 참조하여 입력 채널/패스 번호를 출력채널/패스 번호로 변환시켜 ATM 스위치를 통해 셀간의 스위칭을 수행하는 ATM 스위칭 시스템에 있어서,
    상기 메모리의 맵핑 테이블은, 전체필드를 스위칭 자원으로 사용하는, ATM 스위치와 물리계층 구간의 VCI/VPI와, ATM 스위치내에서 허용되는 제한된 필드를 스위칭 자원으로 사용하는, ATM 스위치내의 VCI/VPI간의 맵핑 데이터를 저장하고;
    상기 셀변환부는, 상기 메모리에 저장된 맵핑 테이블에 의거하여 상기 스위칭 자원으로 전체필드를 사용하는 VCI/VPI를, 상기 스위칭 자원으로 ATM 스위치에서 허용되는 제한된 필드를 사용하는 VCI/VPI로 변환하거나, 그 역변환을 수행하여;
    상기 ATM 스위치와 물리계층 구간에서는 전체 필드의 스위칭자원을 이용하고 상기 ATM 스위치내에서는 제한된 필드의 스위칭자원을 이용하여 셀간의 데이터 전송을 수행하도록 구성된 것을 특징으로 하는 스위칭 자원의 제한적인 사용을 제거한 ATM 스위칭 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 셀변환부는
    상기 물리계층으로부터 입력되는 ATM 셀을 수신하는 하나 이상의 레지스터와;
    상기 레지스터의 출력되는 ATM 셀의 헤더(Header) 부분에서 VPI/VCI 부분을 추출하는 가상 채널 식별자(VCI)/가상 패스 식별자(VPI) 추출부와;
    상기 메모리와의 통신을 정합하는 메모리 인터페이스 블록과;
    상기 메모리에서 읽어온 새로운 헤더를 삽입하기 위한 시간(Timing) 정보를 제공하는 가상 채널 식별자(VCI)/가상 패스 식별자(VPI) 삽입 제어부와;
    상기 가상 채널 식별자(VCI)/가상 패스 식별자(VPI) 삽입 제어부, 메모리 인터페이스 블록, 레지스터의 각각의 출력신호를 다중화하여 출력하는 먹스(Mux)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 스위칭 자원의 제한적인 사용을 제거한 ATM 스위칭 시스템.
  3. 메모리에 가상 채널 식별자(VCI)/가상 패스 식별자(VPI) 맵핑 테이블을 저장하고, 물리계층으로부터 입력되는 셀에 대하여 셀변환부에서 메모리의 맵핑 테이블을 참조하여 입력 채널/패스 번호를 출력채널/패스 번호로 변환시켜 ATM 스위치를 통해 셀간의 스위칭을 수행하는 ATM 스위칭 시스템에서의 데이터 처리방법에 있어서,
    상기 메모리의 맵핑 테이블에, 전체필드를 스위칭 자원으로 사용하는, ATM 스위치와 물리계층 구간의 VCI/VPI와, ATM 스위치내에서 허용되는 제한된 필드를스위칭 자원으로 사용하는, ATM 스위치내의 VCI/VPI간의 맵핑 데이터를 저장하고;
    상기 물리계층과 ATM 스위치간에는 전체필드를 이용하는 VCI/VPI에 의해 셀 전송을 위한 데이터 처리를 수행하고, 상기 ATM 스위치내에서는 상기 메모리의 맵핑 테이블에 저장된 맵핑 데이터에 의거하여 ATM 스위치에서 허용되는 제한된 필드의 VCI/VPI에 의해 스위칭 데이터 처리를 수행하여 스위칭자원을 가변적으로 하여 데이터 처리하는 것을 특징으로 하는 스위칭 자원의 제한적인 사용을 제거한 ATM 스위칭 시스템의 데이터 처리방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 스위칭자원을 가변적으로 하는 데이터 처리 방법은,
    물리계층으로부터 셀이 입력되는 경우 그 셀의 헤더를 분석하여, 전체필드를 사용하는 VCI/VPI를, 상기 메모리에 저장된 맵핑 테이블에 의거하여 ATM 스위치에서 허용되는 제한된 필드를 사용하는 가상 채널 식별자VCI/VPI로 변환하여 ATM 스위치내에서 스위칭처리를 수행하는 단계와;
    상기 ATM 스위치내에서 스위칭처리를 수행한 후, ATM 스위치에서 허용되는 제한된 필드를 사용하는 VCI/VPI를, 상기 메모리에 저장된 맵핑 테이블에 의거하여 전체필드를 사용하는 ATM 스위치와 물리계층 구간의 VCI/VPI로 변환하여 물리계층으로 전달하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 스위칭 자원의 제한적인 사용을 제거한 ATM 스위칭 시스템의 데이터 처리방법.
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