KR20020063639A - 비동기 전송 모드 스위치 시스템 및 운용 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 크로스 포인트(Cross Point) 스위치를 이용한 10Gbps ATM 스위치 시스템 및 운용 방법에 관한 것으로, 좀더 상세하게는, 32개의 스위치 포트를 가지며 한 포트당 스위칭 용량이 155Mbps인 5Gbps 스위치 칩 4개로 이루어지는 스위치 패브릭을 포함하는 스위치 보드와 가입자 보드를 포함하는 스위치 시스템에 있어서, 상기 가입자 보드는, 가입자 보드와 스위치 패브릭 사이에 위치하며 내부적으로 둘 사이를 포인트 투 포인트로 연결하는 크로스 포인트 패브릭과, 가입자 보드로 들어오는 데이터를 스위치 보드로 보내기 위하여 데이터에 스위칭 용 라우팅 태그를 부여하는 가입자 라우팅 패브릭과, 스위치 패브릭의 여유 용량을 이용하여 다른 스위치단과 정합시 두 스위치단 사이의 스위치용 라우팅 패브릭 태그의 전환을 수행하는 태그 전환부를 포함하는 ATM 스위치 시스템과 운용 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 스위치 보드 내의 스위치 패브릭을 다른 스위치단과 정합하여 사용 가능하도록 하여 스위치 패브릭 용량을 최대로 사용함으로써 스위치 블록을 보다 효율적으로 사용할 수 있으며, 또한, ATM 스위칭 시스템에서 가입자 보드의 이상 발생 시 다른 보드로 트래픽의 전환이 가능한 보드의 이중화와, 같은 가입자 보드 내에서의 포트 이중화를 실현할 수 있는 장점이 있다.

Description

비동기 전송 모드 스위치 시스템 및 운용 방법 {ATM Switch System and Application Method}

본 발명은 가입자 보드의 이중화 및 가입자 보드의 포트 이중화가 가능하도록 하는 크로스 포인트(Cross Point) 스위치를 이용한 10 Gbps ATM 스위치 시스템에 관한 것이다.

종래의 스위치의 경우 스위치 칩의 용량 N 이 K(L ×M = K : L은 가입자 보드의 포트 수, M은 가입자 보드 수)보다 클 경우 남은 잉여의 스위칭 용량은 무시하고 K ×K의 스위치 패브릭(Fabric)을 구성한다.

도 1은 종래의 48 ×48 스위치 시스템의 구조를 나타내는 블록도이다.

도시된 바와 같이, 스위치 패브릭(200)의 용량이 64 이지만 가입자 보드(201)의 포트 수가 4개이고 가입자 보드(201)가 12개이므로 K가 48이 되어 48 ×48의 스위치 패브릭(200)이 구성된다.

이러한 종래의 스위치 시스템 구성은 스위치 패브릭(200)의 잉여 용량을 고려하지 않으며 가입자 보드(201)의 이중화를 하기 위해서는 가입자 보드(201)에 부가적인 로직을 추가하여야 하는 문제점이 발생한다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 스위치 패브릭의 용량을 최대로 사용하여 스위치 블록을 보다 효율적으로 사용하도록 하도록 하는데 그 목적이 있다.

또한, ATM 스위칭 시스템에서 가입자 보드의 이상 발생 시 다른 보드로 트래픽의 전환이 가능한 보드의 이중화와, 같은 가입자 보드 내에서의 포트 이중화를 실현시키는데 본 발명의 또 다른 목적이 있다.

도 1은 종래의 48 ×48 스위치 시스템의 구조를 나타내는 블록도이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 ATM 스위치 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 ATM 스위치 시스템의 보드 이중화를 설명하기 위한 블록도이다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 ATM 스위치의 포트 이중화를 설명하기 위한 블록도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

100 : 크로스 포인트 패브릭101 : 가입자 라우팅 패브릭

102 : 태그 전환부103 : 에러 컨트롤 로직

202 : 가입자 보드300 : 스위치 패브릭

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 32개의 스위치 포트를 가지며 한 포트당 스위칭 용량이 155Mbps인 5Gbps 스위치 칩 4개로 이루어지는 스위치 패브릭을 포함하는 스위치 보드와 가입자 보드를 포함하는 스위치 시스템에 있어서, 가입자 보드와 스위치 패브릭 사이에 위치하며 내부적으로 둘 사이를 포인트 투 포인트로 연결하는 크로스 포인트 패브릭과, 가입자 보드로 들어오는 데이터를 스위치 보드로 보내기 위하여 데이터에 스위칭 용 라우팅 태그를 부여하는 가입자 라우팅 패브릭과, 스위치 패브릭의 여유 용량을 이용하여 다른 스위치단과 정합시 두 스위치단 사이의 스위치용 라우팅 패브릭 태그의 전환을 수행하는 태그 전환부를 포함하는 특징이 있다.

이하, 본 발명이 속하는 분야에 통상의 지식을 지닌자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

또한, 이해의 편의를 위하여 비록 다른 도면에 속하더라도 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 부여하였음을 주의하여야 한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 ATM 스위치 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.

도시된 바와 같이, 스위치 패브릭(300)은 32개의 포트를 가지며 한 포트당 스위칭 용량이 155Mbps인 5Gbps 스위치 칩 4개로 구성된다. 최대 64 ×64의 스위치 구성을 가질 수 있지만 가입자 보드 12장을 수용하도록 48 ×48을 사용하고 나머지 16포트는 스위치단 확장용으로 사용한다.

본 발명에 따른 ATM 스위치는 스위치 패브릭(300)과 가입자 보드 사이의 크로스 포인트 패브릭(100)과, 가입자 라우팅 패브릭(101), 태그 전환부(102)로 나뉠 수 있는데 각 파트별 기능을 살펴보면,

크로스 포인트 패브릭(100)은 가입자 보드(202)와 스위치 패브릭(300) 사이에 위치하며 내부적으로 둘 사이를 포인트 투 포인트로 연결한다. 기본적으로 각각의 핀은 아웃풋 인에이블(Output Enable) 기능을 가지며, 핀과 핀 사이의 연결 상태를 즉시 변경할 수 있도록 프로그래밍 된다.

또한, 외부에 에러 컨트롤 로직(103)을 설치하여 각 가입자 보드(202) 및 포트에 이상이 발생하면 자동적으로 이상 발생 포트 및 보드에서 정상 동작하는 포트 및 보드로 전환이 가능하도록 한다.

가입자 라우팅 패브릭(101)은 가입자 보드(202)로 들어오는 데이터를 스위치 패브릭(300)으로 보내기 위하여 스위칭 용 라우팅 태그를 데이터에 부여하는 역할을 수행한다.

이때, 한 포트당 155Mbps를 지원하는 4개의 포트로 구성되며 4개의 포트를 하나의 그룹으로 처리 가능하도록 한다.

태그 변환부(102)는 도 2의 예에서 알 수 있듯이 10G에서 부분적으로 20GATM 스위칭 시스템으로 확장할 때 필요하다.

도 2를 보면 전체 스위치 패브릭(300)의 용량은 10G 이지만 사용하고 있는 실제 용량은 가입자 보드(202)의 제한으로 인하여 7.5G 만을 사용하고 2.5G의 여유분이 있음을 알 수 있다. 태그 변환부(102)는 이와 같은 여유분의 용량을 이용하여 다른 스위치단에 정합시 두 스위치단 사이의 라우팅 태그 전환을 수행한다. 이는 가입자 보드(202)에서 사용하는 라우팅 칩을 사용하여 구성이 가능할 것이다.

상술한 구성을 통한 기본 데이터 스위칭 과정을 살펴본다.

하나의 스위치단(One Shelf)구성 시 12 가입자 보드(202)를 실장할 수 있는데, 가입자 보드(202)와 스위치 패브릭(300)이 크로스 포인트 패브릭(100)을 통하여 포인트 투 포인트로 연결되어 데이터 패스를 설정한다.

가입자 보드(202)로 들어오는 데이터는 가입자 라우팅 패브릭(101)을 통하여 스위칭용 태그를 할당받고 스위치 보드로 전송되며 스위칭 된 데이터는 다시 가입자 라우팅 패브릭(101)을 통하여 목적지로 전송된다.

ATM 스위치 시스템의 20G 용량 확대는 스위치 패브릭(300)의 여유 용량을 이용하여 구성될 수 있다.

하나의 기본 스위치단은 10G 스위치이며, 이중 2.5G의 용량을 다른 스위치단에 연결하여 두개의 스위치단을 구성한다.

하나의 스위치 패브릭(300)이 지원하는 용량이 1.25G로 이 이상의 데이터가 다른 스위치단으로 스위치 되며, 가입자 보드(202)로 들어온 데이터는 스위칭 패브릭(300)을 통하여 스위칭 포트 사이로 나오게 된다.

이때의 데이터는 다른 스위치단에서 스위칭 되기 위한 적절한 태그가 없기 때문에 태그 변환부를 통하여 새로운 태그를 할당받는다.

이렇게 변환된 데이터는 페이저 어라인(Phase Align)기능이 내장된 시리얼라이저(Serializer)를 통하여 저전압 차동 시그널링 (LVDS : Low Voltage Differential Signalling)으로 다른 스위치단에 연결된다. 데이터를 받은 스위치단에서는 디시리얼라이저(Deserilaizer)를 통하여 본래의 데이터로 복귀하여 스위칭한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 ATM 스위치 시스템의 보드 이중화를 설명하기 위한 블록도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 보드 이중화를 위해서는 스위치 패브릭(300)으로의 데이터 패스 설정시 제 1 가입자 보드(202a)와 제 2 가입자 보드(202b)가 같은 스위칭 패스를 갖도록 크로스 포인트 패브릭(100)을 통하여 구성된다.

액티브 상태(ACTIVE)로 설정된 보드에서 들어오는 데이터는 크로스 포인트 패브릭(100)을 통하여 스위칭이 되지만 스탠바이 상태(STANDBY)로 설정된 보드에서 들어오는 데이터는 크로스 포인트 패브릭(100) 내에서 스위치로 연결되는 패스를 차단하여 데이터가 이중 스위칭 되는 것을 차단한다.

액티브 상태에 있는 보드에 에러가 발생했을 경우에는 에러 컨트롤 로직(103)에서 이를 감지하여 크로스 포인트 패브릭(100) 내의 액티브와 스탠바이 연결 상태를 전환함으로써 보드의 이중화를 실현할 수 있다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 ATM 스위치의 포트 이중화를 설명하기 위한 블록도이다.

가입자 보드(202)의 포트 이중화를 위해서는 스위치 패브릭(300)으로의 데이터 패스 설정시 제 1 포트와 제 3 포트가 같은 스위칭 패스를 갖도록 크로스 포인트 패브릭(100)을 통하여 구성한다.

액티브 상태로 설정된 포트에서 들어오는 데이터는 크로스 포인트 패브릭(100)을 통하여 스위칭 되지만 스탠바이 상태로 설정된 포트에서 들어오는 데이터는 크로스 포인트 패브릭(100) 내부에서 스위치 패브릭(300)으로 연결되는 패스를 차단하여 데이터가 이중 스위칭되는 것을 막는다.

액티브 상태에 있는 포트에 에러가 발생했을 때는 에러 컨트롤 로직(103)이 이를 감지하여 크로스 포인트 패브릭(100) 상의 액티브와 스탠바이 연결 상태를 전환함으로써 포트의 이중화를 실현한다.

이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구 범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 앞으로의 실시예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.

이상 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따르면 스위치 보드 내의 스위치 패브릭을 다른 스위치단과 정합하여 사용 가능하도록 하여 스위치 패브릭 용량을 최대로사용함으로써 스위치 블록을 보다 효율적으로 사용할 수 있으며, 또한, ATM 스위칭 시스템에서 가입자 보드의 이상 발생 시 다른 보드로 트래픽의 전환이 가능한 보드의 이중화와, 같은 가입자 보드 내에서의 포트 이중화를 실현할 수 있는 장점이 있다.

Claims (8)

1. 32개의 스위치 포트를 가지며 상기 포트 당 스위칭 용량이 155Mbps인 5Gbps 스위치 칩 4개로 이루어지는 스위치 패브릭을 포함하는 스위치 보드와, 상기 스위치 보드에 연결되는 다수의 포트를 가지는 적어도 하나 이상의 가입자 보드를 포함하는 ATM 스위치 시스템에 있어서,

   상기 가입자 보드와 스위치 패브릭 사이를 포인트 투 포인트로 연결하는 크로스 포인트 패브릭;

   상기 가입자 보드로 입력되는 데이터를 상기 스위치 보드로 보내기 위하여 상기 입력 데이터에 스위칭 용 라우팅 태그를 부여하는 가입자 라우팅 패브릭;

   상기 스위치 패브릭의 여유 용량을 이용하여 다른 스위치단과 정합 시 상기 정합하는 스위치단으로의 스위치용 라우팅 패브릭 태그의 전환을 수행하는 태그 전환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 ATM 스위치 시스템.
2. 제 1항에 있어서, 상기 크로스 포인트 패브릭의 각각의 연결핀은 아웃풋 인에이블(Output Enable) 기능을 가지며, 상기 연결핀과 연결핀 사이의 연결 상태를 즉시 변경 가능한 것을 특징으로 하는 ATM 스위치 시스템.
3. 제 1항에 있어서, 상기 크로스 포인트 패브릭은 상기 가입자 보드 및 포트에 이상이 발생하면 이를 감지하여 자동적으로 상기 이상 발생 포트 및 보드에서 정상 동작하는 포트 및 보드로 전환되도록 연결시키는 에러 컨트롤 로직을 포함하는 것을 특징으로 하는 ATM 스위치 시스템.
4. 제 1항에 있어서 상기 가입자 라우팅 패브릭은 각 포트 당 155Mbps를 지원하는 4개의 포트로 구성되며 4개의 포트를 하나의 그룹으로 처리 가능한 것을 특징으로 하는 ATM 스위칭 시스템.
5. 스위치 패브릭에 크로스 포인트 패브릭을 통하여 연결된 제 1 가입자 보드와 제 2 가입자 보드가 같은 스위칭 패스를 갖으며, 상기 제 1 또는 제 2 가입자 보드의 에러를 감지하는 에러 컨트롤 로직을 포함하는 ATM 스위치 시스템의 보드 이중화 방법에 있어서,

   상기 제 1 또는 제 2 가입자 보드 중 액티브 상태(ACTIVE)로 설정된 가입자 보드에서 입력되는 데이터는 상기 크로스 포인트 패브릭을 통하여 상기 스위치 패브릭에 스위칭되며, 스탠바이 상태(STANDBY)로 설정된 가입자 보드에서 입력되는 데이터는 상기 크로스 포인트 패브릭 내에서 상기 스위치 패브릭으로 연결되는 패스가 차단하는 것을 특징으로 하는 보드 이중화 방법.
6. 제 5항에 있어서, 상기 액티브 상태에 있는 가입자 보드에 에러가 발생했을 경우 상기 에러 컨트롤 로직에서 이를 감지하여 상기 크로스 포인트 패브릭 내의 액티브와 스탠바이 연결 상태를 전환하는 것을 특징으로 하는 보드 이중화 방법.
7. 스위치 패브릭에 크로스 포인트 패브릭을 통하여 연결된 가입자 보드의 제 1 포트와 제 2 포트가 같은 스위칭 패스를 갖으며, 상기 제 1 또는 제 2 포트의 에러를 감지하는 에러 컨트롤 로직을 포함하는 ATM 스위치 시스템의 포트 이중화 방법에 있어서,

   상기 제 1 포트 또는 제 2 포트 중 액티브 상태로 설정된 포트에서 입력되는 데이터는 상기 크로스 포인트 패브릭을 통하여 스위칭하며, 상기 포트 중 스탠바이 상태로 설정된 포트에서 입력되는 데이터는 상기 크로스 포인트 패브릭 내부에서 상기 스위치 패브릭으로 연결되는 패스를 차단하는 것을 특징으로 하는 포트 이중화 방법.
8. 제 7항에 있어서, 상기 액티브 상태에 있는 포트에 에러가 발생할 경우 상기 에러 컨트롤 로직이 이를 감지하여 상기 크로스 포인트 패브릭 상의 액티브와 스탠바이 연결 상태를 전환하는 것을 특징으로 하는 포트 이중화 방법.