KR20030057664A - 비대칭디지털가입자라인 시스템의 비동기전송모드선택가상채널 연결제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 ADSL 사용자들의 대역폭 사용과 사용자의 수를 시간대별로 분류하여 관리하고 이를 토대로 새로운 연결이 요청되었을 때 연결의 수락과 거절을 결정하도록 한 비대칭디지털가입자라인 시스템의 비동기전송모드 선택가상채널 연결제어 방법을 제공하기 위한 것으로, 시간대별로 분포가 다르게 나타나는 ADSL 사용자의 수를 조사하여 지속된 조사를 통해 획득된 사용자 수에 관한 데이터를 축적 관리하는 단계와; ADSL 사용자에의 연결 서비스에 의해 사용되는 전송 대역폭의 사용상태를 설정된 통계적 방법으로 관리하는 단계와; ADSL 사용자의 연결 요청이 있으면 사용자 수에 관해 축적된 데이터와 통계적 방법으로 관리된 전송 대역폭에 근거하여 해당 연결 요청에 대해 연결의 설정/거절을 판정하는 단계를 포함하여 이루어지며, ADSL 사용자들의 특성을 고려하여 시간대별로 연결의 수를 관리하여 간단하면서도 효율적인 연결허용제어를 수행할 수 있게 된다.

Description

비대칭디지털가입자라인 시스템의 비동기전송모드 선택가상채널 연결제어 방법 {ATM SVC connection control in ADSL system}

본 발명은 비대칭디지털가입자라인(Asymmetric Digital Subscriber Line, 또는 ADSL) 환경에서의 비동기전송모드(Asynchronous Transfer Mode, 또는 ATM) 선택가상채널(Switched Virtual Channel, 또는 SVC) 서비스를 위한 연결허용제어(Connection Admission Control, 또는 CAC)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 ADSL 환경에서의 ATM의 선택가상채널(SVC) 서비스를 지원하기 위한 간단한 구조의 연결허용제어를 구현하기에 적당하도록 한 비대칭디지털가입자라인 시스템의 비동기전송모드 선택가상채널 연결제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로 ATM에서 ATM 교환기간의 경로인 가상경로(VP)나 단말간의 회선인 가상채널(VC)의 접속을 커넥션이라 하는데, 이 커넥션의 연결을 설정하는 방식으로 고정접속(Permanent Virtual Connection)과 선택접속(Switched VirtualConnection)이 있다. 고정접속과 선택접속은 둘 다 통신의 양단간 접속방식을 지시하는 것으로, 고정접속 방식에서는 통신을 하기 전에 미리 상대를 정해 두어 접속 즉시 통신이 가능하게 되는데 반해, 선택가상채널 방식에서는 통신을 개시할 때마다 상대를 정한 후 통신을 수행하게 되며 통신 종료시에는 그 상대와의 접속을 끊는 접속의 설정 및 해제 과정을 수행하게 된다.

고정접속 서비스를 위하여 형성되는 채널이 영구가상채널(Permanent Virtual Channel, 또는 PVC)이며, 선택접속을 위하여 형성되는 채널이 선택가상채널(SVC) 이다.

한편, ATM 선택가상채널 연결을 위한 연결허용제어에 관한 종래기술로는 공개특1999-0061245호 등이 있다. 이하, 상기 문헌에 기술된 종래기술을 간단히 설명하기로 한다.

이 기술은 ATM에서의 대역폭 할당 방법을 다음의 여러가지 과정으로 나누고 이를 토대로 연결허용제어를 수행한다.

1. 사용자가 연결을 요구하는 과정.

2. 요구하는 서비스 범주의 대역폭을 추출하는 과정.

3. 해당 서비스 범주가 가지고 있는 할당 가능한 대역폭이 요구하는 대역폭보다 많은지를 비교하는 과정.

4. 남아있는 대역폭이 많은 경우에는 대역폭을 할당하는 과정.

5. 대역폭이 요구하는 대역폭보다 적은 경우에는 공용 대역폭에서 차용하여 요구된 대역폭을 충족시켜줄 수 있는지를 판단하는 과정.

6. 공용 대역폭을 차용하여 요구하는 대역폭을 충족시켜줄 수 있으면 공용 대역폭에서 필요한 만큼의 대역폭을 차용하여 대역폭을 할당해 주는 과정.

상기 과정들에 더하여 대역폭을 할당하지 못했을 때 거절하는 과정, 그리고 연결이 해제되었을 때 이를 반납하는 과정이 포함된다.

여기서 상기 과정들을 수행하기 위하여 각 서비스(CBR, rt/nrt-VBR, UBR, ABR)별로 할당 가능한 대역폭을 구분하여 관리한다. 기타 자세한 사항은 해당 문서를 참조한다.

즉, 연결허용제어의 일반적인 개념에서 각 서비스 범주에 각 서비스별로 대역폭을 할당하여 관리하고 공용 대역폭이라는 개념을 추가하여 운용되는 방식이라 할 수 있다.

그런데 현재의 ADSL 접속에서는 UBR(Unspecified Bit Rate) 서비스만을 위주로 하기 때문에 상기 설명한 바와 같은 종래기술을 적용하는 경우, 대역폭의 낭비가 커질 수 있고, 통계적으로 고려되지 않고 단지 요구된 대역폭만을 기준으로 고려하기 때문에 실제 가능한 연결의 수보다 적은 수의 연결만이 보장되는 단점이 있다.

따라서 ADSL의 전송이 ATM 기반으로 이루어지고 ATM 전송은 통계적 다중화를기반으로 하고 있다고 보게 되면, ADSL 연결의 특징을 추가하여야 보다 효율적인 서비스가 가능하게 될 것이다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 ADSL 사용자들의 대역폭 사용과 사용자의 수를 시간대별로 분류하여 관리하고 이를 토대로 새로운 연결이 요청되었을 때 연결의 수락과 거절을 결정하도록 한 비대칭디지털가입자라인 시스템의 비동기전송모드 선택가상채널 연결제어 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 비대칭디지털가입자라인 시스템의 비동기전송모드 선택가상채널 연결제어 방법은, 시간대별로 분포가 다르게 나타나는 ADSL 사용자의 수를 조사하여 지속된 조사를 통해 획득된 사용자 수에 관한 데이터를 축적 관리하는 단계와; 상기 ADSL 사용자에의 연결 서비스에 의해 사용되는 전송 대역폭의 사용상태를 설정된 통계적 방법으로 관리하는 단계와; 상기 ADSL 사용자의 연결 요청이 있으면 상기 사용자 수에 관해 축적된 데이터와 상기 통계적 방법으로 관리된 전송 대역폭에 근거하여 해당 연결 요청에 대해 연결의 설정/거절을 판정하는 단계를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 프로세스 모듈을 보인 블록도.

도2는 본 발명의 실시예에 따른 비대칭디지털가입자라인 시스템의 비동기전송모드 선택가상채널 연결제어 방법의 순서도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

210 : 사용자 수 관리부220 : 대역폭 관리부

230 : CAC부

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명한다.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 프로세스 모듈을 보인 블록도이며, 본 발명의 실시예에 따른 비대칭디지털가입자라인 시스템의 비동기전송모드 선택가상채널연결제어 방법의 순서도이다.

도1에 따르면, 본 실시예의 구현을 위하여 ADSL 서비스를 제공받는 사용자의 수를 검출하고 관리하는 사용자 수 관리부(210), 사용자에 의한 대역폭의 사용을 통계적으로 관리하는 대역폭 관리부(220), ADSL 서비스 사용자의 수와 이들 사용자에 의해 점유된 대역폭의 사용 상태를 고려하여 연결허용제어를 수행하는 CAC부(230)를 포함하여 프로세스 모듈을 구성한다.

본 실시예는 복잡한 방식의 종래의 ATM 연결허용제어를 벗어나 현재 대부분의 ADSL 사용자들을 UBR 서비스로 받아들이는 환경은 토대로 시간대별로 특성화된 망자원의 활용도와 연결의 수를 시간대별로 관리하면서 이러한 대역폭 사용상태에 대한 데이터를 고려하여 새로운 연결의 요청에 대한 연결 허용 여부를 제어하도록 한 것이다.

이러한 동작을 수행하는 근거는 현재의 ADSL 서비스가 대부분 UBR 서비스를 기반으로 하고 시간대별로 연결의 수가 특성화되어 있다는 사실을 토대로 한다. 이에 비해 종래의 ATM 서비스들은 코어 네트워크간의 대용량의 데이터 전송을 기반으로 하기 때문에 사용자들이 PC를 통하여 사용하는 ADSL 서비스와는 많은 차이가 있었다.

본 실시예의 동작을 단계별로 구분하여 보면 다음과 같다.

1. 시간대별로 분포가 다르게 나타나는 ADSL 사용자의 수를 관리하는 단계.

2. 대역폭의 사용을 통계적으로 관리하는 단계.

3. 연결의 설정/거절을 판단하는 단계.

이상 각 단계의 수행과정을 도2를 참조하여 구체적으로 설명한다.

우선, ADSL 사용자의 수를 관리하도록 된 사용자 수 관리부(210)는 일일 24 시간을 3시간 간격으로 나누어 8개의 시간영역에서의 사용자 수에 대한 데이터 즉, 8개의 데이터를 관리한다. 그리고 일주일을 평일, 토요일, 일요일의 3 단계로 나누어 관리한다. 따라서 총 24개의 데이터를 관리하게 되는 것이다.

이때 각 데이터 단위는 5분 간격으로 사용자의 수를 조사하고, 매 3시간 마다 조사된 데이터들을 산술평균하여 메모리 또는 데이터베이스 등의 저장수단에 저장한다. 그러면 각 사용자에 의해 형성된 연결의 수에 대한 데이터가 구축된다(S31~S32).

대역폭의 사용을 통계적으로 관리하도록 된 대역폭 관리부(220)는 현재 연결되어 있는 각 연결의 평균 데이터 전송율 m_i과 표준편차 sigma_i(이하, i는 각 시점에서 산출된 값을 구분하기 위한 첨자임)를 산출하여 관리한다. 또한, 각 사용에게 서비스되는 연결의 데이터를 산술적으로 평균하여 사용자 단위의 평균 데이터 전송율과 새로운 표준편차를 구한다(S33~S34).

여기서 평균 데이터 전송율과 표준편차는 사용자 수 관리부(210)의 데이터 영역에 종속적이다. 즉, 사용자 수 관리부(210)가 24개의 데이터를 관리하게 되므로, 해당 데이터의 수에 상응하도록 메모리에는 24개의 데이터 영역이 존재할 것이므로 대역폭 관리부(220)도 24개의 데이터 영역을 설정하여 각 연결의 평균 데이터 전송율과 표준편차 데이터를 관리하여야 한다.

사용자에 의해 요청된 연결의 설정/거절 등 연결허용제어를 수행하도록 된CAC부(230)는 사용자의 연결 요청이 왔을 때 기존 연결의 수와 대역폭 사용을 토대로 새로운 연결을 수락할 것인지 여부를 결정하게 된다.

즉, 새로운 연결 요청이 들어오면 CAC부(230)는 사용자 수 관리부(210)에 의해 관리되는 사용자 수에 대한 데이터를 참조하여 해당 시간과 요일에서의 사용자 수와 현재 사용자 수를 비교한다. 이 비교는 단순히 수량을 비교하는 정도로 충분하다. 예를 들어 현재 연결의 수가 사용자 수 관리부(210)내 데이터상의 연결의 수 보다 작은지를 판단하는 정도의 과정이다(S35~S36).

현재 연결의 수가 기존 데이터상의 연결의 수보다 작으면 새로운 연결을 받아들인다. 즉, 사용자 수 관리부(210)에 축적된 사용자 수 데이터에 근거하여 보면, 현재 연결의 수 또는 사용자 수가 평균보다 작으므로 별도로 대역폭을 확장할 필요없이 현재 대역폭으로 요구된 대역폭에 대해 연결 서비스를 수행하는 것이다(S36, S37).

만약 현재 연결의 수가 기존 데이터상의 연결의 수보다 작지 않은 경우에는 통계적인 방법으로 연결의 수락을 결정한다. 이때의 통계적인 방법은 가우시안 근사법(Gaussian Approximation)을 적용하여 구현할 수 있는데 다음의 절차에 따른다.

먼저, 현재 사용하고 있는 사용자들의 평균 데이터 전송율의 총량과 기존의 해당 시간대의 평균 데이터 전송율 및 표준편차로 다음과 같은 연산을 수행한다.

총 연결의 수 n, 각 연결의 평균 데이터 전송율, 각 연결의 평균 데이터 전송율의 표준편차, 총 대역폭라 하면, 총 데이터 전송율이 총 대역폭보다 클 확률은 설정값보다는 작아야 한다.

이때 m과가 총 데이터율의 표준평균과 표준분산이라 하면,이다. 단,이다.

현재의 총 데이터 전송율 및 표준편차(m,)와 기존 해당 시간대의 평균 데이터 전송율 및 표준편차(,), 그리고 새로운 평균 데이터 전송율및 새로운 표준편차을 각각 계산한다.

그래서 다음의 수학식 1과 같은 비교연산을 수행한다.

수학식 1의 비교결과에 따라가 총 대역폭보다 작으면 새로운 연결 요청을 수락하고, 그렇지 않은 경우에는 해당 연결 요청을 거절한다(S37, S38, S39).

이상 설명한 실시예는 본 발명의 다양한 변화, 변경 및 균등물의 범위에 속한다. 따라서 실시예에 대한 기재내용으로 본 발명이 한정되지 않는다.

본 발명의 비대칭디지털가입자라인 시스템의 비동기전송모드 선택가상채널연결제어 방법에 따르면, 종래기술에서 ATM 기반의 연결허용제어 방법을 제공한데 비해, ADSL 사용자들의 특성을 고려하여 시간대별로 연결의 수를 관리하여 간단하면서도 효율적인 연결허용제어를 수행할 수 있게 된다.

Claims (6)

1. 시간대별로 분포가 다르게 나타나는 ADSL 사용자의 수를 조사하여 지속된 조사를 통해 획득된 사용자 수에 관한 데이터를 축적 관리하는 단계와;

   상기 ADSL 사용자에의 연결 서비스에 의해 사용되는 전송 대역폭의 사용상태를 설정된 통계적 방법으로 관리하는 단계와;

   상기 ADSL 사용자의 연결 요청이 있으면 상기 사용자 수에 관해 축적된 데이터와 상기 통계적 방법으로 관리된 전송 대역폭에 근거하여 해당 연결 요청에 대해 연결의 설정/거절을 판정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비대칭디지털가입자라인 시스템의 비동기전송모드 선택가상채널 연결제어 방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 ADSL 사용자 수의 조사 및 관리는 일일 시간대를 분할하고 주간 시간대를 분할하여 이러한 시간대 분할에 따라 해당 시간대별 사용자 수 데이터가 구분 관리되도록 하는 것을 특징으로 하는 비대칭디지털가입자라인 시스템의 비동기전송모드 선택가상채널 연결제어 방법.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 전송 대역폭의 사용상태는 현재 연결되어 있는 각 연결의 평균 데이터 전송율과 표준편차를 산출하며, 각 사용에게 서비스되는 연결의 평균 데이터 전송율을 산술적으로 평균하여 사용자 단위의 평균 데이터 전송율과 새로운 표준편차를 산출하여 관리하게 되는 것을 특징으로 하는 비대칭디지털가입자라인 시스템의 비동기전송모드 선택가상채널 연결제어 방법.
4. 제 3항에 있어서, 상기 각 연결의 평균 데이터 전송율과 표준편차는,

   상기 ADSL 사용자 수를 시간대를 구분하여 조사 및 관리하는 경우, 해당 시간대별로 평균 데이터 전송율과 표준편차를 각각 산출하여 관리하게 되는 것을 특징으로 하는 비대칭디지털가입자라인 시스템의 비동기전송모드 선택가상채널 연결제어 방법.
5. 제 1항에 있어서, 상기 연결 요청에 대한 연결 설정/거절을 판정하는 경우,

   현재 연결의 수가 상기 관리되는 사용자 수에 대한 데이터에 근거하여 판단된 기존 연결의 수보다 작을 때에 해당 연결 요청을 수락하는 것을 특징으로 하는 비대칭디지털가입자라인 시스템의 비동기전송모드 선택가상채널 연결제어 방법.
6. 제 5항에 있어서, 상기 현재 연결의 수가 상기 판단된 기존 연결의 수보다 작지 않은 경우,

   설정된 가우시안 근사법에 의한 통계적 방법으로 상기 연결 요청을 수락 또는 거절할 것인지를 판정하게 되는 것을 특징으로 하는 비대칭디지털가입자라인 시스템의 비동기전송모드 선택가상채널 연결제어 방법.