KR20060056724A - 시분할 다중식 선로 종단 시스템에서의 시분할다중화/역다중화 장치 - Google Patents

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

본 발명은 시분할 다중식 선로 종단 시스템에서의 시분할 다중화/역다중화 장치에 관한 것임.

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제

본 발명은 선로 종단 시스템에서 다수의 종속 신호별로 다중화를 위한 맵핑과 오버헤드 처리를 수행한 후 고속 신호를 생성하고, 선로로부터 수신한 고속 신호를 역다중화하여 프레임 동기 상태에 따라 채널을 식별하여 종속신호를 출력하기 위한 시분할 다중화/역다중화 장치를 제공하는데 그 목적이 있음.

3. 발명의 해결방법의 요지

본 발명은, 시분할 다중식 선로 종단 시스템에서의 시분할 다중화 장치에 있어서, 외부로부터 입력되는 다수 채널의 광 종속신호를 전기적 종속신호로 변환하기 위한 광/전 변환수단; 상기 광/전 변환수단을 통해 변환된 다수의 전기적 종속신호 중 일 종속신호가 타 종속신호와 상이한 프레임 정렬 신호를 갖도록 프레임에 맵핑하기 위한 맵핑수단; 상기 맵핑수단을 통해 맵핑된 전기적 종속신호를 비트 인터리빙 방식으로 다중화하여 전기적 고속신호를 생성하기 위한 다중화수단; 및 상기 다중화수단을 통해 전달되는 전기적 고속신호를 광 고속신호로 변환하여 선로로 출력하기 위한 전/광 변환수단을 포함한다.

4. 발명의 중요한 용도

본 발명은 시분할 다중식 선로 종단 시스템 등에 이용됨.

시분할 다중화, 역다중화, 맵핑, 프레이머, OTU2, 종속신호

Description

시분할 다중식 선로 종단 시스템에서의 시분할 다중화/역다중화 장치{Time-division multiplexing and demultiplexing apparatus of time-division multiplexed line terminating system}

도 1 은 본 발명에 따른 시분할 다중식 선로 종단 시스템에서 시분할 다중화/역다중화 장치의 일실시예 구성도,

도 2a 는 ITU-T/G.709에 따른 OTU2 프레임 구조도,

도 2b 는 ITU-T/G.709에 따른 OTU/ODU 오버헤드에 포함된 프레임 정렬 신호 위치도,

도 2c 는 본 발명에 따른 종속 신호별 프레임 정렬 신호의 형태를 나타낸 일실시예 설명도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

11,15 : 광/전 변환기(O/E) 12 : 제1 프레임 맵핑부

13 : 다중화기 14,18 : 전/광 변환기(E/O)

16 : 역다중화기 17 : 채널 선택기

19 : 제2 프레임 맵핑부

본 발명은 시분할 다중식 선로 종단 시스템에서의 시분할 다중화/역다중화 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다수의 종속 신호별로 낮은 속도에서 다중화를 위한 신호처리 수행 후 비트 인터리빙 다중화하고, 역다중화된 종속 신호를 프레임 동기 상태에 따라 채널을 식별하여 출력하기 위한 시분할 다중화/역다중화 장치에 관한 것이다.

현재, 시분할 다중식 선로 종단 시스템은 신호의 고속화에 따라 회로의 복잡도와 동작 속도의 증가로 전력 소모가 커지고 구현이 어려워지는 문제점이 발생한다.

참고적으로, 채널 식별을 위한 시분할 다중 방식에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.

우선, 시분할 다중 방식과 관련하여 "Combined SONET/SDH and OTN architecture"(US 2003/0120799 A1(Pub.No.), 2003.06.26(Pub.Date), 출원인 Optix Networks Inc.)을 설명해보면 다음과 같다.

이 특허는 OTN 전송 기술과 SDH 프로토콜 신호의 효과적인 처리를 위한 새로운 구조로 4개의 OC-192/STM-64를 OC-768/STM-256으로 혹은 4개의 OC-192/STM-64를 OPU3 및 OTU3로 같이 낮은 계위 신호를 높은 계위 신호로 다중화 및 처리를 가 능하게 한다. 또한, 이 구조는 일부 신호의 오버헤드를 소프트웨어로 처리하기 위해 내장된 프로세서를 사용하여 처리의 유연성을 한층 높인 것이다.

그러나, 이 특허는 상이한 표준을 따르는 신호간의 데이터 흐름을 지원하기 위한 것에 불과하므로, 독자적 구조의 다중화 방법에 의해 용이한 구현 방안을 제시하고 있지 못하다. 즉, OTN 표준과 SDH 표준을 선택적으로 수용하여 다중화/변환을 수행할 뿐, 비트 인터리빙 다중화에 의한 독자적 방식의 처리를 수행하지 못한다.

다음, 시분할 다중 방식과 관련하여 논문 "Design of a 430Gb/s line terminal based on optical transport network system architecture"(저자명: T.Kataoka, 게제지명: J. Lightwave Technol. 권, 호(vol,No.): vol.20,No.12, 면수: 2057-2066, 연 월: 2002.12)을 설명해보면 다음과 같다.

이 논문은 차세대 기간 망의 기반이 될 43-Gb/s OTN 시스템 구조를 논의하고 조기 확산을 위한 가능한 방안을 제시한 것으로, 최초의 43-Gb/s OTN 선로 종단 장치의 설계 개념과 기능을 기술한 것이다. 그 장치는 클라이언트 신호를 시분할 다중화하여 고품질, SDH 및 기가비트 이더넷(Ethernet)과 같은 다중 투명 서비스를 제공하는 것이다.

그러나, 이 논문은 역다중화시 채널 확인을 위해 서브프레임(subframe) 위상을 이용할 뿐, 다수의 종속신호 중 하나가 다른 프레임 정렬 신호를 갖고 비트 인터리빙 다중화되며, 역다중화시 채널 확인을 위해 프레임 동기 상태로 인지하는 기능을 수행하지는 못한다.

마지막으로, 분할 다중 방식과 관련하여 논문 "10- and 40-Gb/s forward error correction devices for optical communications"(저자명: L.song 등, 게제지명: IEEE J. Solid-State Circuits, 권, 호(vol,No.): vol.37,No.11, 면수: 1565-1573, 연 월: 2002.11)을 설명해보면 다음과 같다.

이 논문은 10 Gb/s와 40 Gb/s 광 시스템을 위한 2개의 표준 FEC 소자를 제시한다. 첫째 FEC 소자는 RS(255, 239) FEC, BCH(4359,4320) FEC와 표준을 따르는 프레이밍과 성능 감시 기능을 포함한다. 그것은 하나의 10-Gb/s 채널이나 4개의 비동기 2.5-Gb/s 채널을 지원할 수 있다. 둘째 FEC 소자는 40 Gb/s의 데이터 율에서 RS(255,239) FEC를 구현한다. 따라서, 이 논문은 이러한 소자의 리드-솔로몬(Reed-Solomon) 복호기 블록의 설계에 적용된 핵심 아이디어 특히 높은 스루풋을 얻고 복잡도와 전력을 감소시키는 것일 뿐, 종속 신호별로 처리하여 요구되는 스루풋을 낮게 하여 독자적 구조를 갖고 상용 소자를 활용하지는 못한다.

정리해보면, T. Kataoka 등은 선행 기술로 언급된 논문에서 43-Gb/s OTN 선로 단말을 기술하였는데, 그것은 2.4 Gb/s의 16개 종속 신호를 하나의 43-Gb/s OTN 신호로 다중화할 수 있다. 각각의 종속 신호는 FEC 부호화된 후 비트 다중화된다.

수신기에서 수신된 43-Gb/s 광 신호는 재생된 다음 원래의 16 x 2.7-Gb/s 전기적 신호로 1 : 16 비트로 역다중화된다. FEC 복호 후 각각의 신호는 종속 신호로 출력된다. 이 시제품에 대해 저자들은 새로운 프레이밍 기법을 설계하였다. 이 시제품에서 각각의 부호화된 2.7-Gb/s 채널은 상이한 서브프레임 위상을 갖고 16 : 1 비트 다중화된다. 역다중화된 신호의 채널 확인은 각각의 2.7-Gb/s 채널의 서브 프레임 위상을 이용하여 인지된다.

상기한 바와 같은 시분할 다중화에 의한 선로 종단 시스템은 종속 신호의 다중화를 위한 매핑과 오버헤드의 처리 등으로 인해 신호의 속도가 증가할수록 구현이 어려워질 뿐만 아니라 회로도 또한 복잡해지는 문제점이 있다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 선로 종단 시스템에서 다수의 종속 신호별로 다중화를 위한 맵핑과 오버헤드 처리를 수행한 후 고속 신호를 생성하고, 선로로부터 수신한 고속 신호를 역다중화하여 프레임 동기 상태에 따라 채널을 식별하여 종속신호를 출력하기 위한 시분할 다중화/역다중화 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 시분할 다중식 선로 종단 시스템에서의 시분할 다중화 장치에 있어서, 외부로부터 입력되는 다수 채널의 광 종속신호를 전기적 종속신호로 변환하기 위한 광/전 변환수단; 상기 광/전 변환수단을 통해 변 환된 다수의 전기적 종속신호 중 일 종속신호가 타 종속신호와 상이한 프레임 정렬 신호를 갖도록 프레임에 맵핑하기 위한 맵핑수단; 상기 맵핑수단을 통해 맵핑된 전기적 종속신호를 비트 인터리빙 방식으로 다중화하여 전기적 고속신호를 생성하기 위한 다중화수단; 및 상기 다중화수단을 통해 전달되는 전기적 고속신호를 광 고속신호로 변환하여 선로로 출력하기 위한 전/광 변환수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은, 시분할 다중식 선로 종단 시스템에서의 시분할 역다중화 장치에 있어서, 선로로부터 수신한 광 고속신호를 전기적 고속신호로 변환하기 위한 광/전 변환수단; 상기 광/전 변환수단을 통해 변환된 전기적 고속신호를 다수의 OTU2 채널의 비트 디인터리빙 방식으로 역다중화하여 전기적 종속신호를 생성하기 위한 역다중화수단; 상기 역다중화수단을 통해 전달되는 모든 전기적 종속신호에 대한 채널 선택을 제어하기 위한 채널 선택수단; 상기 채널 선택수단을 통해 선택된 전기적 종속신호의 프레임 동기화를 통해 채널 식별을 수행하기 위한 채널별 맵핑수단; 및 상기 채널별 맵핑수단을 통해 전달된 전기적 종속신호를 광 종속신호로 변환하기 위한 전/광 변환수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 채널별 맵핑수단은, 프레임 동기가 되지 않을 경우, OOF(Out-Of-Frame) 제어신호를 상기 채널 선택수단으로 입력함에 따라, 출력 채널을 변경하도록 하여 프레임 동기화를 수행하는 기능을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 시분할 다중식 선로 종단 시스템에서 시분할 다중화/역다중화 장치의 일실시예 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 시분할 다중화 장치는, 외부로부터 입력되는 다수 채널(STM-64)의 광 종속신호를 전기적 종속신호로 변환하기 위한 광/전 변환기(O/E)(11)와, 광/전 변환기(11)를 통해 변환된 다수의 전기적 종속신호 중 일 종속신호가 타 종속신호와 상이한 프레임 정렬 신호를 갖도록 프레임에 맵핑하기 위한 OTU(Optical channel Transport Unit)2 프레이머(framer)(12,19)와, OTU2 프레이머(12,19)를 통해 맵핑된 전기적 종속신호를 비트 인터리빙 방식으로 다중화하여 전기적 고속신호를 생성하기 위한 다중화기(13)와, 다중화기(13)를 통해 전달되는 전기적 고속신호를 광 고속신호로 변환하여 선로로 출력하기 위한 전/광 변환기(E/O)(14)를 포함한다.

여기서, 일 종속신호는 OA1과 OA2로 구성되는 2바이트 프레임 정렬 신호, 타 종속신호는 3개의 OA1과 3개의 OA2로 구성되는 6바이트 프레임 정렬 신호를 각각 나타낸다.

또한, OTU2 프레이머(12,19)는 맵핑, 오버헤드 처리, FEC 부호화, 스크램블 링 및 종속 채널별 프레임 정렬 신호 삽입 등을 통해 맵핑을 수행한다.

한편, 본 발명에 따른 시분할 역다중화 장치는, 선로로부터 수신한 광 고속신호를 전기적 고속신호로 변환하기 위한 광/전 변환기(O/E)(15)와, 광/전 변환기(O/E)(15)를 통해 변환된 전기적 고속신호를 다수의 OTU2 채널의 전기적 종속신호를 비트 디인터리빙 방식으로 역다중화하여 전기적 종속신호를 생성하기 위한 역다중화부(16)와, 역다중화부(16)를 통해 전달되는 모든 전기적 종속신호에 대한 채널 선택을 제어하기 위한 채널 선택기(17)와, 채널 선택기(17)를 통해 선택된 전기적 종속신호의 프레임 동기화를 통해 채널 식별을 수행하기 위한 OTU2 프레이머(12,19)와, OTU2 프레이머(12,19)를 통해 전달된 전기적 종속신호를 광 종속신호로 변환하기 위한 전/광 변환기(E/O)(18)를 포함한다.

만일, OTU2 프레이머(12, 19) 중 어느 하나가 프레임 동기가 되지 않을 경우, OOF(Out-Of-Frame) 제어신호를 채널 선택기(17)로 입력함에 따라, 출력 채널을 변경하도록 하여 프레임 동기화를 수행하는 기능을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

한편, 종속 채널별 OTU2 프레이머(12,19)의 프레임 정렬 신호는 도 2a 내지 도 2c와 같다. OTU 프레임은 4 x 4080 바이트로 구성되며, 프레임 정렬 신호는 OTU 오버헤드에 포함되는 6개 바이트로 이루어진다. 따라서, 본 발명에서는 종속 채널간 식별을 위해 일 종속채널은 OA1과 OA2로 구성되는 2개 바이트를 가지며, 나머지 타 종속채널은 ITU-T/G. 709에 정의된 대로 3개의 OA1과 3개의 OA2로 구성되는 6개 바이트를 갖도록 한다.

상기한 바와 같은 구조를 갖는 본 발명에 따른 시분할 다중식 선로 종단 시스템에서 시분할 다중화/역다중화 장치의 동작을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, STM-64 채널의 종속신호는 광/전 변환기(11)에서 광/전 변환 후, OTU2 프레이머(12,19)를 통해 매핑, 오버헤드 처리, FEC 부호화, 스크램블링 및 프레임 정렬 신호가 삽입되며, 다중화기(13)에서 비트 인터리빙 다중화된 후, 전/광 변환기(14)에서 광신호로 변환되어 선로로 출력된다.

한편, 선로로부터 수신되는 광 신호는 광/전 변환기(15)에서 전기 신호로 변환된 후 역다중화기(16)에서 각각의 OTU2 채널이 비트 디인터리빙 역다중화되어 OTU2 프레이머(12,19)로 접속된다. 2바이트의 프레임 정렬 신호를 갖는 일 채널이 OTU2 프레이머(12)로, 그리고 6바이트의 프레임 정렬 신호를 갖는 타 채널이 기타 프레이머(19)로 접속되면 모든 프레이머가 프레임 동기화될 수 있다.

그러나, 상기 2바이트의 프레임 정렬 신호를 갖는 일 채널이 OTU2 프레이머(12)에 접속되지 못하면, 상기 2바이트의 프레임 정렬 신호를 갖는 일 채널은 OTU2 프레이머(19)에 동기화될 수 없으므로, OTU2 프레이머(19)를 통해 채널 선택기(17)로 입력되는 OOF(out-of-frame) 제어신호에 따라 출력 채널을 변경하여 상기 일 채널이 OTU2 프레이머(12)로 접속되도록 하여 모든 프레이머가 동기화될 수 있게 한다.

상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 다중화기를 포함하는 논리회로로 구현될 수 있다. 이러한 과정은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있으므로 더 이상 상세히 설명하지 않기로 한다.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

상기와 같은 본 발명은, 선로 종단 시스템에서 다수의 종속 신호별로 다중화를 위한 맵핑과 오버헤드 처리를 수행한 후 고속 신호를 생성하고, 선로로부터 수신한 고속 신호를 역다중화하여 프레임 동기 상태에 따라 채널을 식별하여 종속신호를 출력할 수 있으므로, 저전력의 상용 소자를 이용할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 시분할 다중식 선로 종단 시스템에서의 시분할 다중화 장치에 있어서,

   외부로부터 입력되는 다수 채널의 광 종속신호를 전기적 종속신호로 변환하기 위한 광/전 변환수단;

   상기 광/전 변환수단을 통해 변환된 다수의 전기적 종속신호 중 일 종속신호가 타 종속신호와 상이한 프레임 정렬 신호를 갖도록 프레임에 맵핑하기 위한 맵핑수단;

   상기 맵핑수단을 통해 맵핑된 전기적 종속신호를 비트 인터리빙 방식으로 다중화하여 전기적 고속신호를 생성하기 위한 다중화수단; 및

   상기 다중화수단을 통해 전달되는 전기적 고속신호를 광 고속신호로 변환하여 선로로 출력하기 위한 전/광 변환수단

   을 포함하는 시분할 다중화 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 일 종속신호는,

   OA1과 OA2로 구성되는 2바이트 프레임 정렬 신호,

   상기 타 종속신호는,

   3개의 OA1과 3개의 OA2로 구성되는 6바이트 프레임 정렬 신호인 것을 특징으 로 하는 시분할 다중화 장치.
3. 시분할 다중식 선로 종단 시스템에서의 시분할 역다중화 장치에 있어서,

   선로로부터 수신한 광 고속신호를 전기적 고속신호로 변환하기 위한 광/전 변환수단;

   상기 광/전 변환수단을 통해 변환된 전기적 고속신호를 다수의 OTU2 채널의 비트 디인터리빙 방식으로 역다중화하여 전기적 종속신호를 생성하기 위한 역다중화수단;

   상기 역다중화수단을 통해 전달되는 모든 전기적 종속신호에 대한 채널 선택을 제어하기 위한 채널 선택수단;

   상기 채널 선택수단을 통해 선택된 전기적 종속신호의 프레임 동기화를 통해 채널 식별을 수행하기 위한 채널별 맵핑수단; 및

   상기 채널별 맵핑수단을 통해 전달된 전기적 종속신호를 광 종속신호로 변환하기 위한 전/광 변환수단

   을 포함하는 시분할 역다중화 장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 채널별 맵핑수단은,

   프레임 동기가 되지 않을 경우, OOF(Out-Of-Frame) 제어신호를 상기 채널 선택수단으로 입력함에 따라, 출력 채널을 변경하도록 하여 프레임 동기화를 수행하는 기능을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 시분할 역다중화 장치.

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