KR20110040658A

KR20110040658A - 패킷 전달 장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR20110040658A
Application number: KR1020100082787A
Authority: KR
Inventors: 주범순
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2009-10-12
Filing date: 2010-08-26
Publication date: 2011-04-20
Also published as: US20120201128A1

Abstract

패킷 전달망에서 운용되는 모든 패킷 시스템에 적용되어, 서킷 망 수준의 신뢰성과 가용성을 보장하는 패킷 전달 장치 및 그 방법이 제공된다. 경로 제공기는 전달망으로부터 패킷 전달 경로를 획득하며, 가입자 정합기는 가입자망에서 수신한 패킷 데이터에 패킷 전달 경로 정보를 부가하여 전달 패킷 데이터를 생성하고, 전달 패킷 데이터를 출력하며, 패킷 스위치는 가입자 정합기로부터 입력되는 전달 패킷 데이터를 스위칭하며, 네트워크 정합기는 패킷 스위치에 의해 스위칭된 전달 패킷 데이터를 패킷 전달 경로에 따라 전달망으로 전송할 수 있다.

Description

패킷 전달 장치 및 그 방법{Packet Transferring Apparatus and Method}

본 발명은 패킷 전달망에서 운용되는 모든 패킷 시스템에 적용되어, 서킷 망 수준의 신뢰성과 가용성을 보장하는 패킷 전달 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

기존의 패킷 장치는 대부분 이중화를 고려하지 않고 운용 중인 장치 이외에 예비 장치를 더 두어, 운용 중인 장치에 문제가 발생한 경우, 복구될 때까지 예비 장치가 그 기능을 대신 수행하여 서비스를 제공하도록 하였으며, 이중화를 고려한 패킷 장치인 경우에도 장애 감지 후 이중화 절체에 수 초가 소요되어 서비스의 단절이 불가피하므로 음성 같은 실시간 서비스를 제공할 수 없었고, 네트워크 OAM, Link Protection및 High Availability 등과 같은 기능 부재로 네트워크의 신뢰성이 부족하였다. 따라서 높은 신뢰성과 가용성을 요구하는 전달망은 주로 TDM 회선 중심의 SONET/SDH 장비를 중심으로 운용되었다.

최근 방송과 통신의 융합으로 IPTV, UCC 등 신규 서비스 출현으로 급격하게 증가하고 있는 패킷 기반 Internet Traffic을 TDM 회선 중심의 SONET/SDH 장비로 처리하는 것이 비효율적이고 수용 용량에도 한계가 있어, 기존 패킷 장치들에서 부족했던 이 가지고 있던 네트워크 OAM, Link Protection및 High Availability 등과 같은 단점들을 보완하여 패킷 장치들을 전달망에 도입하려는 기술적 움직임이 활발하게 전개되고 있다.

따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 스위치 및 패킷 전달 경로를 이중화로 구성하고, 네트워크 경로 OAM과 50ms 이내의 Link Protection 기능을 구현하여 전달망에서 요구하는 서킷 망 수준의 신뢰성과 가용성을 보장하는 패킷 전달 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 패킷 전달 장치는, 전달망으로부터 패킷 전달 경로에 대한 정보를 획득하여, 가입자 망에서 수신한 패킷 데이터에 대한 최적의 전달 경로를 제공하는 경로 제공기와, 가입자 망에서 수신한 패킷 데이터에 상기 경로 제공기가 제공하는 패킷 전달 경로 정보를 부가하여 전달 패킷 데이터를 생성하고, 상기 전달 패킷 데이터를 출력하는 가입자 정합기와, 상기 가입자 정합기로부터 입력되는 상기 전달 패킷 데이터를 스위칭하는 패킷 스위치 및 상기 패킷 스위치에 의해 스위칭된 전달 패킷 데이터를 상기 전달망으로 전송하는 네트워크 정합기를 포함한다.

상기 경로 제공기는 전달망으로부터 패킷 전달 경로에 대한 가용 정보를 직접 획득하거나, 또는, 상기 전달망으로부터 패킷 전달 경로에 대한 직접적인 각종 정보를 수집 및 분석을 통해 가용 여부를 판단하여, 가용 가능한 패킷 전달 경로 중 가입자 망으로부터 수신된 패킷 데이터에 대한 최적의 전달 경로를 산정하고 제공할 수 있다.

상기 가입자 정합기는 n개의 단위 가입자 정합부들을 포함하고, 상기 n개의 단위 가입자 정합부들 각각은 상기 가입자망과는 단일 물리 경로에 의해 연결되고 상기 패킷 스위치와는 이중화된 물리 경로에 의해 연결될 수 있다.

상기 n개의 단위 가입자 정합부들 각각은, 상기 가입자망에서 수신한 패킷 데이터에 상기 패킷 전달 경로 정보를 부가하여 전달 패킷 데이터를 생성하며, 상기 다중 물리 경로의 상태를 감시하는 감시 신호를 생성하는 패킷 수신부와, 상기 패킷 수신부와 제1 우선순위를 갖는 제1물리 경로를 형성하며, 상기 제1물리 경로를 통해 입력되는 상기 전달 패킷 데이터 및 상기 감시 신호를 상기 패킷 스위치로 출력하는 제1신호 출력부 및 상기 패킷 수신부와 제2 우선순위를 갖는 제2물리 경로를 형성하며, 상기 제2물리 경로를 통해 입력되는 상기 감시 신호를 상기 패킷 스위치로 출력하는 제2신호 출력부를 포함할 수 있다.

상기 패킷 수신부는 상기 감시 신호를 주기적으로 생성하여 상기 제1신호 출력부 및 상기 제2신호 출력부로 출력할 수 있다.

상기 패킷 수신부는 Mili-Second 주기로 상기 제1 물리 경로 및 상기 제2 물리 경로에 대한 상태를 감시하고, 상기 제1 물리 경로 또는 상기 제2 물리 경로의 장애 감지시 50msecond 이내의 경로 보호 절체를 수행할 수 있다.

상기 패킷 수신부는, 상기 제1물리 경로에 장애가 발생하면, 상기 제2물리 경로를 통해 상기 전달 패킷 데이터를 상기 제2신호 출력부로 출력할 수 있다.

상기 패킷 수신부는, 상기 감시 신호를 상기 제1 물리 경로 및 상기 제2 물리 경로 모두로 항상(constantly) 출력할 수 있다.

상기 패킷 스위치는, 상기 가입자 정합기 및 상기 네트워크 정합기와 상기 다중 물리 경로에 의해 연결되는, 복수 개의 패킷 스위칭부들을 포함할 수 있다.

상기 복수 개의 패킷 스위칭부들의 단위 패킷 스위칭 용량은, 각각 상기 복수 개의 가입자 정합기들 각각의 총 가입자 정합 용량의 2배 보다 클 수 있다.

상기 복수 개의 패킷 스위칭부들은 듀얼 액티브로 동작하여 트래픽을 분산할 수 있다.

상기 복수 개의 패킷 스위칭부들은 다중 물리 경로 운용 방식에 따라, 각각 우선 순위가 높은 물리 경로와 우선 순위가 낮은 물리 경로에 대한 스위칭을 수행하여 상기 전달 패킷 데이터를 출력할 수 있다.

상기 복수 개의 패킷 스위칭부들은 상기 복수 개의 내부 스위칭 경로만을 변경하여, 보드 단위의 다중 물리 경로 운용 방식 또는 포트 단위의 다중 물리 경로 운용 방식을 제공할 수 있다.

상기 네트워크 정합기는 상기 패킷 스위치 및 상기 전달망과 상기 다중 물리 경로에 의해 연결되는 복수 개의 네트워크 정합부들을 포함한다.

상기 복수 개의 네트워크 정합기들은 각각, 상기 패킷 스위치와의 다중 물리 경로 및 상기 전달망과의 다중 물리 경로의 우선순위가 일치하도록 경로를 제공하는 스위칭부와, 상기 스위칭부와 제3물리 경로를 형성하며, 상기 제3물리 경로를 통해 입력되는 상기 전달 패킷 데이터 및 상기 감시신호를 상기 전달망으로 송신하는 제1신호 송신부 및 상기 스위칭부와 제4물리 경로를 형성하며, 상기 제4물리 경로를 통해 입력되는 상기 감시 신호를 상기 전달망으로 송신하는 제2신호 송신부를 포함할 수 있다.

상기 스위칭부는, 상기 제3물리 경로에 장애가 발생하면, 상기 제4물리 경로를 통해 상기 전달 패킷 데이터를 상기 전달망으로 송신할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 패킷 전달 방법은, 전달망으로부터 패킷 전달 경로를 획득하는 단계와, 가입자망으로부터 수신된 패킷 데이터에 상기 패킷 전달 경로에 대한 정보를 부가하여 전달 패킷 데이터를 생성하고, 상기 전달 패킷 데이터를 출력하는 단계와, 패킷 스위치가 상기 전달 패킷 데이터를 스위칭하는 단계 및 상기 패킷 스위치에 의해 스위칭된 전달 패킷 데이터를 상기 패킷 전달 경로에 따라 상기 전달망으로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 획득하는 단계는, 전달망으로부터 패킷 전달 경로에 대한 가용 정보를 직접 획득하거나, 또는, 상기 전달망으로부터 패킷 전달 경로에 대한 직접적인 각종 정보를 수집 및 분석을 통해 가용 여부를 판단하여, 가용 가능한 패킷 전달 경로 중 가입자 망으로부터 수신된 패킷 데이터에 대한 최적의 전달 경로를 산정할 수 있다.

상기 출력하는 단계는, 상기 가입자망에서 수신한 패킷 데이터에 상기 패킷 전달 경로 정보를 부가하여 전달 패킷 데이터를 생성하며, 상기 다중 물리 경로의 상태를 감시하는 감시 신호를 생성하는 단계와, 제1 우선순위를 갖는 제1물리 경로를 통해 입력되는 전달 패킷 데이터 및 상기 감시 신호를 패킷 스위치로 출력하는 단계 및 제2 우선순위를 갖는 제2물리 경로를 통해 입력되는 상기 감시 신호를 상기 패킷 스위치로 출력하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 스위칭하는 단계는, 상기 복수 개 스위치의 내부 스위칭 경로만을 변경하여, 보드 단위의 다중 물리 경로 운용 방식 또는 포트 단위의 다중 물리 경로 운용 방식을 제공할 수 있다.

상기 전송하는 단계는, 상기 패킷 스위치와의 다중 물리 경로 및 상기 전달망과의 다중 물리 경로의 우선 순위가 일치하도록 경로를 제공하는 단계와, 제3물리 경로를 통해 입력되는 전달 패킷 데이터 및 감시신호를 상기 전달망으로 송신하는 단계 및 제4물리 경로를 통해 입력되는 감시 신호를 상기 전달망으로 송신하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 물리 경로를 감시하기 위한 감시 신호를 mili-second 주기로 발생하고, 장애가 감지되면, 50msec 이내로 경로 보호 절체를 수행하여, 패킷망에서 서킷망 수준의 신뢰성과 가용성을 보장한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 가입자 정합기에서 물리 경로에 대한 감시 및 경로 설정을 수행하고, 패킷 스위치 내부에서는 단순 스위칭으로 보드 단위 또는 보드 내 포트 단위로 물리 경로를 이중화할 수 있게 하여 물리 경로 이중화 운용 방식에 대한 사용자 요구에 쉽게 대처할 수 있도록 함으로써, 시스템 경쟁력을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 단위 네트워크 정합기가 단위 가입자 정합기의 패킷 처리 용량의 2배에 해당하는 용량의 패킷을 처리 할 수 있도록 구성하여, 임의 물리 경로에 장애가 발생하여도, 시스템 용량의 반감 없이 신뢰성 있게 패킷 데이터를 전달할 수 있도록 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 전달망으로부터 최적의 패킷 전달 경로를 직접 수신하거나, 또는 전달 망의 물리 경로에 대한 각종 정보로부터 최적의 전달 경로를 산정할 수 있어, 어떠한 망 구성에서도 수신한 패킷 데이터를 최적의 전달 경로를 통해 목적지까지 전송할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 패킷 전달 장치를 도시한 블록도이다.
도 2는 제1가입자 정합부를 도시한 블록도이다.
도 3은 패킷 스위치를 도시한 블록도이다.
도 4는 제1네트워크 정합부를 도시한 블록도이다.
도 5는 보드 단위의 다중 물리 경로 운용 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 포트 단위의 다중 물리 경로 운용 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 패킷 전달 장치의 패킷 전달 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 패킷 전달 장치(10)를 도시한 블록도이다.

도 1을 참조하면, 패킷 전달 장치(10)는 경로 제공부(100), 가입자 정합기(200), 패킷 스위치(300) 및 네트워크 정합기(400)를 포함한다.

경로 제공기(100)는 전달망(Transport Network)으로부터 패킷 전달 경로에 대한 정보를 획득하여, 가용 가능한 패킷 전달 경로 중 가입자 망으로부터 수신된 패킷 데이터에 대한 최적의 전달 경로를 산정하여 제공한다.

또는, 경로 제공기(100)는 전달망으로부터 패킷 전달 경로의 가용 여부를 확인할 수 있는 직접적인 정보를 수집 및 분석하고, 분석결과를 기초로 패킷 전달 경로를 산정하여 제공할 수 있다. 수집되는 정보는 전달망의 물리 경로에 대한 대역폭, 장애 정보, 물리 경로의 사용 가능 여부 등을 포함한다. 경로 제공기(100)는, 예를 들어, GMPLS(Generalized Multi-Protocol Label Switching) protocol 등을 사용하여 상기 정보를 수집할 수 있으며, 이 방식에 제한적이지 않다.

가입자 정합기(200)는 가입자 망으로부터 패킷 데이타를 수신하고 수신한 패킷 데이터에 경로 제어기(100)로부터 수신한 전달망 내에서의 패킷 전달 경로에 대한 정보를 부가하여 전달 패킷 데이터를 생성한다. 그리고, 가입자 정합기(200)는 생성된 전달 패킷 데이터를 패킷 스위치(300)로 출력한다. 가입자 정합기(200)는 제1 내지 제n가입자 정합부들(200-1, 200-2, …, 200-n)을 포함한다. 여기서, n은 임의의 자연수 이고, 전체 시스템 용량에 따라 가변되는 수이다. 각각의 제1 내지 제n가입자 정합부(200-1, 200-2, …, 200-n)는 적어도 2개의 물리 경로를 생성하고, 생성된 물리 경로들, 즉, 다중 물리 경로의 상태를 감시한다. 이에 의해, 제1 내지 제n가입자 정합부들(200-1, 200-2, …, 200-n)은 가입자망과 단일 물리 경로에 의해 연결되며, 패킷 스위치(300)와 다중 물리 경로에 의해 연결된다. 제1 내지 제n가입자 정합부(200-1, 200-2, …, 200-n )는 후술할 도 2와 같은 구성을 갖는다.

패킷 스위치(300)는 총 가입자 정합 용량의 2배에 해당하는 패킷 스위칭 용량을 가지며, 상기 제1 내지 제n가입자 정합부들(200-1, 200-2, …, 200-n)의 우선 순위가 높은 물리 경로를 통해 입력한 전달 패킷 데이터와 물리 경로 상태 감시 신호 및 우선 순위가 낮은 물리 경로를 통해 입력한 물리 경로 상태 감시 신호를 물리 경로 이중화 운용 방식에 따라 보드 단위의 물리 경로 이중화와 포트 단위의 물리 경로 이중화를 구분하여 내부 스위칭을 수행한 후 네트워크 정합기(400)로 출력한다.

네트워크 정합기(400)는 패킷 스위치(300)로부터 우선 순위가 높은 경로를 통해 입력한 신호를 전달 망쪽으로 우선 순위가 높은 물리 경로로 스위칭한 후 전달 망 신호에 맞게 변환하여 전달 망으로 송신하고, 우선 순위가 낮은 경로를 통해 입력한 신호를 전달 망쪽으로 우선 순위가 낮은 물리 경로로 스위칭한 후 전달 망 신호에 맞게 변환하여 전달 망으로 송신한다.

네트워크 정합기(400)는 제1 내지 제n 네트워크 정합부들(400-1, 400-2, …, 400-n)을 포함하고, 제1 내지 제n 네트워크 정합부(400-1, 400-2, …, 400-n )는 후술할 도 4와 같은 구성을 갖는다.

도 2는 제1가입자 정합부(200-1)를 도시한 블록도이다.

도 2를 참조하면, 제1가입자 정합부(200-1)는 패킷 수신부(210), 제1신호 출력부(220) 및 제2신호 출력부(230)를 포함한다.

패킷 수신부(210)는 가입자망에서 수신한 패킷 데이터에 패킷 전달 경로 정보를 부가하여 전달 패킷 데이터를 발생하며, 적어도 두 개의 물리 경로, 즉, 다중 물리 경로를 생성한다. 패킷 수신부(210)는 패킷 전달 경로 정보를 패킷 데이터의 헤더에 추가하여 전달 패킷 데이터를 발생한다. 이로써, 패킷 전달 경로에 대한 정보는 전달 패킷 데이터 내에 포함되어 전송될 수 있다.

패킷 수신부(210)는 생성된 다중 물리 경로의 각 물리 경로에 우선 순위를 설정한다. 다중 물리 경로는 패킷 데이터를 전달망으로 전송할 수 있는 물리 경로가 복수 개 있음을 의미한다.

이하에서는 다중 물리 경로로서 제1물리 경로 및 제2물리 경로를 예로 들어 설명한다. 패킷 수신부(210)는 제1물리 경로에 높은 우선순위(예를 들어, 제1우선순위)를 설정하고, 제2물리 경로에 낮은 우선순위(예를 들어, 제2우선순위)를 설정한다. 제1물리 경로는 패킷 수신부(210)와 제1신호 출력부(220) 사이에 형성되는 경로이며, 제2물리 경로는 패킷 수신부(210)와 제2신호 출력부(230) 사이에 형성되는 경로이다.

패킷 수신부(210)는 생성된 제1물리 경로 및 제2물리 경로의 상태를 감시하기 위한 감시 신호를 발생한다. 패킷 수신부(210)는 감시 신호를 주기적으로 생성하여 제1신호 출력부(220) 및 제2신호 출력부(230)로 출력한다. 감시 신호는 제1물리 경로 및 제2물리 경로의 종단까지 송신된다.

제1물리 경로 및 제2물리 경로의 상태가 정상이면, 패킷 수신부(210)는 전달 패킷 데이터 및 감시 신호를 제1우선순위를 갖는 제1물리 경로를 통해 제1신호 출력부(220)로 출력한다. 또한, 패킷 수신부(210)는 감시 신호를 제2우선순위를 갖는 제2물리 경로를 통해 제2신호 출력부(230)로 출력한다.

제1신호 출력부(220)는 패킷 수신부(210)와 제1물리 경로를 형성하며, 제1물리 경로를 통해 입력되는 전달 패킷 데이터 및 감시 신호를 패킷 스위치(300)로 출력한다.

제2신호 출력부(230)는 패킷 수신부(210)와 제2물리 경로를 형성하며, 제2물리 경로를 통해 입력되는 감시 신호를 상기 패킷 스위치(300)로 출력한다.

감시 신호에 대한 애크에 의해, 제1물리 경로에 장애가 발생한 것으로 판단되면, 패킷 수신부(210)는, 경로 보호 절체를 수행한다. 이에 의해, 패킷 수신부(210)는 제2물리 경로를 통해 전달 패킷 데이터와 감시 신호를 출력하며, 제1물리 경로를 통해 감시 신호를 출력한다. 이때, 제1물리 경로의 장애 발생 여부는 제어부(미도시 함)에 의하여 감지될 수도 있다.

상술한 패킷 수신부(210)는 예를 들어 mili-second 단위로 감시 신호를 발생하여 물리 경로의 상태를 감시한다. 이로써, 패킷 수신부(210)는 제2우선순위의 제2물리 경로로 mili-second 단위로 경로 보호 절체를 할 수 있다.

한편, 패킷 스위치(300)는 가입자 정합기(200)로부터 입력되는 전달 패킷 데이터를 네트워크 정합기(400)로 출력한다. 패킷 스위치(300)는 제1 및 제2패킷 스위칭부들(300-1, 300-2)을 포함한다. 제1 및 제2패킷 스위칭부들(300-1, 300-2)은 가입자 정합기(200) 및 네트워크 정합기(400)와 다중 물리 경로에 의해 연결된다. 제1 및 제2패킷 스위칭부(300-1, 300-2)는 도 3과 같은 구성을 갖는다. 도 3에는 제1 및 제2패킷 스위칭부(300-1, 300-2)가 도시되어 있으나, 개수는 이에 한정되지 않는다.

도 3은 패킷 스위치(300)를 도시한 블록도이다.

도 3을 참조하면, 패킷 스위치(300)는 제1패킷 스위칭부(300-1) 및 제2패킷 스위칭부(300-2)를 포함한다. 제1패킷 스위칭부(300-1)는 제1 내지 제n가입자 정합부들(200-1, 200-2, …, 200-n)로부터 전달 패킷 데이터 및 감시 신호를 입력받으며, 제2패킷 스위칭부(300-2)는 제1 내지 제n가입자 정합부들(200-1, 200-2, …, 200-n)로부터 감시 신호를 입력받을 수 있다. 즉, 제1패킷 스위칭부(300-1) 및 제2패킷 스위칭부(300-2)는 듀얼 액티브로 동작하여 트래픽을 분산한다.

또한, 제1패킷 스위칭부(300-1) 및 제2패킷 스위칭부(300-2)는 다중 물리 경로 운용 방식에 의해, 각각 복수 개의 스위칭 경로들을 포함하며, 스위칭 경로들의 우선 순위를 고려하여 전달 패킷 데이터를 출력한다. 즉, 제1패킷 스위칭부(300-1) 및 제2패킷 스위칭부(300-2)는 제1물리 경로를 통해 입력된 전달 패킷 데이터와 감시 신호, 그리고, 제2물리 경로를 통해 입력된 감시 신호를 각각, 물리 경로 이중화 운용 방식에 따라 스위칭한다. 예를 들어, 제1패킷 스위칭부(300-1)는 제1가입자 정합부(200-1)로부터 입력되는 전달 패킷 데이터를 네트워크 정합기(400)의 제3물리 경로로 출력한다. 제3물리 경로는 도 4를 참조하여 후술한다.

한편, 제1패킷 스위칭부(300-1) 및 제2패킷 스위칭부(300-2)들의 패킷 스위칭 용량은, 각각, 제1 내지 제n가입자 정합부들(200-1, 200-2, …, 200-n) 각각의 총 가입자 정합 용량보다 크다. 예를 들어, 제1패킷 스위칭부(300-1)는 제1가입자 정합부(200-1)의 가입자 정합 용량의 2배 이상에 해당하는 패킷 스위칭 용량을 갖는다.

또한, 제1패킷 스위칭부(300-1) 및 제2패킷 스위칭부(300-2)는 복수 개의 내부 스위칭 경로만을 변경하여, 보드 단위의 다중 물리 경로 운용 방식 또는 포트 단위의 다중 물리 경로 운용 방식을 제공할 수 있다. 보드 단위의 다중 물리 경로 운용 방식 및 포트 단위의 다중 물리 경로 운용 방식은 각각 도 5 및 도 6을 참조하여 후술한다.

다시 도 1을 참조하면, 네트워크 정합기(400)는 패킷 스위치(300)로부터 입력되는 전달 패킷 데이터 및 감시 신호를 패킷 전달 경로에 따라 전달망으로 전송한다. 네트워크 정합기(400)는 제1 내지 제n네트워크 정합부들(400-1, 400-2, …, 400-n)을 포함한다.

제1 내지 제n네트워크 정합부들(400-1, 400-2, …, 400-n)은 패킷 스위치(300) 및 전달망과 다중 물리 경로에 의해 연결된다. 자세히 설명하면, 제1 내지 제n네트워크 정합부들(400-1, 400-2, …, 400-n)은 서로 다른 우선 순위를 갖는 복수 개의 물리 경로에 의해 다중화되어 패킷 스위치(300)와 연결된다. 또한, 제1 내지 제n네트워크 정합부들(400-1, 400-2, …, 400-n)은 각각 서로 다른 우선 순위를 갖는 복수 개의 물리 경로에 의해 전달망과 연결된다. 제1 내지 제n네트워크 정합부들(400-1, 400-2, …, 400-n )은 도 4와 같은 구성을 갖는다.

도 4는 제1네트워크 정합부(400-1)를 도시한 블록도이다.

도 4를 참조하면, 제1네트워크 정합부(400-1)는 스위칭부(410), 제1신호 송신부(420) 및 제2신호 송신부(430)를 포함한다.

스위칭부(410)는 제1네트워크 정합부(400-1)와 패킷 스위치(300)와의 다중 물리 경로 및 네트워크 정합부(400-1)와 전달망과의 다중 물리 경로의 우선순위가 일치하도록 경로를 제공한다.

즉, 스위칭부(410)는 패킷 스위치(300)로부터 우선순위가 높은 물리 경로(예를 들어, 제1물리 경로 및 제1스위칭 경로)를 통해 입력된 전달 패킷 데이터와 감시 신호는 우선순위가 높은 물리 경로(예를 들어, 제3물리 경로)를 제공하는 제1신호 송신부(420)로 출력하는 경로를 제공한다. 또한, 스위칭부(410)는 패킷 스위치(300)로부터 우선순위가 낮은 물리 경로(예를 들어, 제2물리 경로)를 통해 입력된 감시 신호는 우선순위가 낮은 물리 경로(예를 들어, 제4물리 경로)를 제공하는 제2신호 송신부(430)로 출력하는 경로를 제공한다.

또한, 후술할 제3물리 경로 및 제4물리 경로의 상태가 정상이면, 스위칭부(410)는 전달 패킷 데이터 및 감시 신호를 우선순위가 높은 제3물리 경로를 통해 제1신호 송신부(420)로 출력한다. 또한, 스위칭부(410)는 감시 신호를 우선순위가 낮은 제4물리 경로를 통해 제2신호 송신부(430)로 출력한다.

제3물리 경로에 장애가 발생하면, 스위칭부(410)는 우선순위가 낮은 제4물리 경로를 통해 전달 패킷 데이터와 감시 신호를 제2신호 송신부(430)로 출력한다.

스위칭부(410)는 다중 물리 경로가 제1물리 경로 및 제2물리 경로를 포함하는 경우, 2ⅹ2 패킷 스위치 구조를 가질 수 있다.

제1신호 송신부(420)는 스위칭부(410)와 제3물리 경로를 형성한다. 제1신호 송신부(420)는 제3물리 경로를 통해 입력되는 전달 패킷 데이터 및 감시 신호를 전달망에 적합한 신호로 변환한 후 전달망으로 송신한다.

제2신호 송신부(430)는 스위칭부(410)와 제4물리 경로를 형성하며, 제4물리 경로를 통해 입력되는 감시 신호를 전달망에 적합한 신호로 변환한 후 전달망으로 송신한다. 제4물리 경로는 제3물리 경로보다 낮은 우선순위를 갖는다. 전달망에 적합한 신호가 광신호인 경우, 제1신호 송신부(420)와 제2신호 송신부(430)는 전달 패킷 데이터와 감시 신호를 광신호로 변환하여 송신할 수 있다.

한편, 우선순위가 높은 제3물리 경로의 상태가 정상이면, 제1신호 송신부(420)는 제1가입자 정합부(200-1)의 가입자망 정합 용량에 해당하는 전달 패킷 데이터를 전달망으로 송신한다. 제3물리 경로에 장애가 발생하면, 다른 네트워크 정합부(예를 들어, 400-2)는 제1가입자 정합부(200-1)의 가입자망 정합 용량을 포함하여 적어도 2배에 해당하는 전달 패킷 데이터를 전달망으로 송신한다.

또한, 후술할 도 5에서, 1D-W, 2D-W, 3D-W, …, nD-W는 우선순위가 높은 물리 경로로서 제3물리 경로를 포함하고 있다. 이 중, 2개의 물리 경로(1D-W, 2D-W)에 장애가 발생하면, 제3 및 제n네트워크 정합부들(400-3, 400-n) 중 2개의 네트워크 정합부는 제1 및 제2가입자 정합부들(200-1, 200-2)의 전달 패킷 데이터도 함께 전달망으로 송신하여 단위 가입자망 정합 용량의 2배에 해당하는 전달 패킷 데이터를 전달망으로 송신한다.

도 5는 보드 단위의 다중 물리 경로 운용 방식을 설명하기 위한 도면이다.

도 5를 참조하면, 1D~nD는 가입자망으로부터 입력되는 전달 패킷 데이터, 1D-W, 2D-W, 3D-W, …, nD-W는 전달 패킷 데이터와 감시 신호가 전송되는 경로로서, 우선순위가 높은 물리 경로이다. 예를 들어, 1D-W는 제1가입자 정합부(200-1)로 입력되는 제1전달 패킷 데이터(1D)와 제1가입자 정합부(200-1)에서 발생하는 감시 신호가 전송되는 경로이다. 1D-P, 2D-P, 3D-P, …, nD-P는 감시 신호가 전송되는 경로로서, 우선순위가 상대적으로 낮은 물리 경로이다. 예를 들어, 1D-P는 제1가입자 정합부(200-1)에서 발생하는 감시 신호가 전송되는 경로이다.

도 5에서 보드는 제1 내지 제n네트워크 정합부(400-1, 400-2, …, 400-n) 각각을 의미한다. 보드 단위로 물리 경로를 이중화 운용할 때는 동일한 가입자 정합부로부터 출력되는 전달 패킷 데이터와 감시 신호를 서로 다른 네트워크 정합부로 입력한다. 도 5에서, 제1가입자 정합부(200-1)로부터 출력되는 전달 패킷 데이터와 감시 신호는 1D-W 경로를 통해 제1네트워크 정합부(400-1)로 입력되며, 감시 신호는 1D-P 경로를 통해 제2네트워크 정합부(400-2)로 입력된다.

도 6은 포트 단위의 다중 물리 경로 운용 방식을 설명하기 위한 도면이다.

도 6을 참조하면, 1D~nD, 1D-W, 2D-W, 3D-W, …, nD-W, 1D-P, 2D-P, 3D-P, …, nD-P는 도 5와 동일하다. 포트 단위로 물리 경로를 이중화 운용할 때는 동일한 가입자 정합부로부터 출력되는 전달 패킷 데이터와 감시 신호를 동일한 네트워크 정합부의 서로 다른 포트로 입력한다.

도 6에서, 제1가입자 정합부(200-1)로부터 출력되는 전달 패킷 데이터와 감시 신호는 1D-W 경로를 통해 제1네트워크 정합부(400-1)로 입력되며, 감시 신호도 1D-P 경로를 통해 제1네트워크 정합부(400-1)로 입력된다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 패킷 전달 장치의 패킷 전달 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 7의 패킷 전달 방법은 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한 패킷 전달 장치(10)에 의해 수행될 수 있다.

700단계에서, 경로 제공기는 전달망으로부터 패킷 전달 경로에 대한 정보를 획득하여, 가용 가능한 패킷 전달 경로 중 가입자 망으로부터 수신된 패킷 데이터에 대한 최적의 전달 경로를 산정하여 제공한다.

710단계에서, 가입자 정합기는 가입자망으로부터 패킷 데이터를 수신하고, 수신된 패킷 데이터에 패킷 전달 경로에 대한 정보를 부가하여 전달 패킷 데이터를 생성한다.

720단계에서, 가입자 정합기는 제1우선순위를 가지는 제1물리 경로 및 제2우선순위를 가지는 제2물리 경로의 상태를 감시하기 위한 감시 신호를 생성한다.

730단계에서, 가입자 정합기는 제1물리 경로의 상태가 정상이면, 740단계에서, 전달 패킷 데이터 및 감시 신호를 제1물리 경로를 통해 출력하고, 제2물리 경로를 통해 감시 신호를 출력한다.

반면, 750단계에서, 제1물리 경로의 상태에 장애가 발생하면, 760단계에서, 가입자 정합기는 제2물리 경로를 통해 전달 패킷 데이터와 감시 신호를 출력하며, 제1물리 경로를 통해 감시 신호를 패킷 스위치로 출력한다.

770단계에서, 패킷 스위치는 740단계 또는 760단계로부터 입력되는 전달 패킷 데이터와 감시신호를 네트워크 정합기로 출력한다.

780단계에서, 네트워크 정합기는 제3물리 경로가 정상적이면, 785단계에서, 제1물리 경로를 통해 입력된 전달 패킷 데이터와 감시 신호를 제3물리 경로를 통해 전달망으로 출력하고, 제2물리 경로를 통해 입력된 감시 신호를 제4물리 경로를 통해 전달망으로 출력한다.

반면, 790단계에서, 제3물리 경로에 장애가 발생하면, 795단계에서, 네트워크 정합기는 제4물리 경로를 통해 전달 패킷 데이터와 감시 신호를 입력받아 전달망으로 전송한다.

한편, 도 1을 참조하여 설명한 전달망은 패킷 전달 경로를 제공하는 네트워크로서, 가입자가 직접 연결되지 않으며, 대역폭이 매우 넓어 대량의 데이터를 전송할 수 있도록 한다. 전달망의 예로서, 코어 네트워크(Core Network), 메트로 네트워크(Metro Network)를 들 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

또한, 상술한 패킷 전달 장치(10)는 전달망과 전달망 사이에 위치하거나 또는 가입자망과 전달망 사이에 위치할 수 있다.

또한, 전달망이 패킷 전달 장치(10)에게 제공하는 패킷 전달 경로에 대한 정보는 패킷이 실제로 전달될 경로, 또는, 링크에 대한 정보를 의미하고, 전달망 내에 위치한 장비들의 자원 점유 상태, 전달망 내에서, 패킷이 전달되는 링크들의 상태 정보, 최단 경로, 최적 경로, 최선 경로 또는 차선 경로 등의 정보로 구성된다.

또한, 패킷 전달 장치(10)는 패킷 전달 경로에 대한 정보를 산정 및 제공하도록 경로 제공부(100)를 제어하고, 전달 패킷 데이터와 감시신호를 생성하고, 다중 물리 경로를 생성한 후 각 물리 경로에 우선순위를 부여하도록 가입자 정합기(200)를 제어하고, 물리 경로에 따라 적절한 스위칭을 하도록 패킷 스위치(300)를 제어하며, 다중 물리 경로에 따라 전달 패킷 데이터와 감시신호를 전달망으로 전송하도록 네트워크 정합기(400)를 제어하는 제어부(미도시)를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명은 Working path와 Protection Path를 적응적으로 제공할 수 있다. Working path는 높은 우선순위를 가지며, 경로 상태를 감시하는 감시 신호와 전달 패킷 데이터를 함께 전달하는 경로이다. Protection Path는 Working path에 장애가 발생하는 경우, 전달 패킷 데이터를 전달하기 위한 경로로서, Standby Path라고도 한다. 본 발명은 상기 두 경로를 이용하여 적응적으로 전달 패킷 데이터를 효율적으로 전달할 수 있다. 이로써, 본 발명은 네트워크 OAM(operation administration management), Link Protection 및 High Availability, 등과 같은 기능을 제공하여 네트워크의 신뢰성을 보장해 줄 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 방법들은 프로세서를 포함하는 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

10: 패킷 전달 장치 100: 경로 제공부
200: 가입자 정합기 300: 패킷 스위치
400: 네트워크 정합기

Claims

전달망으로부터 패킷 전달 경로에 대한 정보를 획득하여, 가입자 망에서 수신한 패킷 데이터에 대한 최적의 전달 경로를 제공하는 경로 제공기;
가입자 망에서 수신한 패킷 데이터에 상기 경로 제공기가 제공하는 패킷 전달 경로 정보를 부가하여 전달 패킷 데이터를 생성하고, 상기 전달 패킷 데이터를 출력하는 가입자 정합기;
상기 가입자 정합기로부터 입력되는 상기 전달 패킷 데이터를 스위칭하는 패킷 스위치; 및
상기 패킷 스위치에 의해 스위칭된 전달 패킷 데이터를 상기 전달망으로 전송하는 네트워크 정합기
를 포함하는 패킷 전달 장치.
제1항에 있어서,
상기 경로 제공기는 전달망으로부터 패킷 전달 경로에 대한 가용 정보를 직접 획득하거나, 또는, 상기 전달망으로부터 패킷 전달 경로에 대한 직접적인 각종 정보를 수집 및 분석을 통해 가용 여부를 판단하여, 가용 가능한 패킷 전달 경로 중 가입자 망으로부터 수신된 패킷 데이터에 대한 최적의 전달 경로를 산정하고 제공하는, 패킷 전달 장치.
제1항에 있어서,
상기 가입자 정합기는 n개의 단위 가입자 정합부들을 포함하고,
상기 n개의 단위 가입자 정합부들 각각은 상기 가입자망과는 단일 물리 경로에 의해 연결되고 상기 패킷 스위치와는 이중화된 물리 경로에 의해 연결되는,
패킷 전달 장치.
제3항에 있어서,
상기 n개의 단위 가입자 정합부들 각각은,
상기 가입자망에서 수신한 패킷 데이터에 상기 패킷 전달 경로 정보를 부가하여 전달 패킷 데이터를 생성하며, 상기 다중 물리 경로의 상태를 감시하는 감시 신호를 생성하는 패킷 수신부 ;
상기 패킷 수신부와 제1 우선순위를 갖는 제1물리 경로를 형성하며, 상기 제1물리 경로를 통해 입력되는 상기 전달 패킷 데이터 및 상기 감시 신호를 상기 패킷 스위치로 출력하는 제1신호 출력부; 및
상기 패킷 수신부와 제2 우선순위를 갖는 제2물리 경로를 형성하며, 상기 제2물리 경로를 통해 입력되는 상기 감시 신호를 상기 패킷 스위치로 출력하는 제2신호 출력부
를 포함하는, 패킷 전달 장치.
제4항에 있어서,
상기 패킷 수신부는 상기 감시 신호를 주기적으로 생성하여 상기 제1신호 출력부 및 상기 제2신호 출력부로 출력하는, 패킷 전달 장치.
제5항에 있어서,
상기 패킷 수신부는 Mili-Second 주기로 상기 제1 물리 경로 및 상기 제2 물리 경로에 대한 상태를 감시하고, 상기 제1 물리 경로 또는 상기 제2 물리 경로의 장애 감지시 50msecond 이내의 경로 보호 절체를 수행하는,
패킷 전달 장치.
제4항에 있어서,
상기 패킷 수신부는, 상기 제1물리 경로에 장애가 발생하면, 상기 제2물리 경로를 통해 상기 전달 패킷 데이터를 상기 제2신호 출력부로 출력하는, 패킷 전달 장치.
제4항에 있어서,
상기 패킷 수신부는,
상기 감시 신호를 상기 제1 물리 경로 및 상기 제2 물리 경로 모두로 항상(constantly) 출력하는 것을 특징으로 하는,
패킷 전달 장치.
제1항에 있어서,
상기 패킷 스위치는, 상기 가입자 정합기 및 상기 네트워크 정합기와 상기 다중 물리 경로에 의해 연결되는, 복수 개의 패킷 스위칭부들을 포함 하는, 패킷 전달 장치.
제9항에 있어서,
상기 복수 개의 패킷 스위칭부들의 단위 패킷 스위칭 용량은, 각각 상기 복수 개의 가입자 정합기들 각각의 총 가입자 정합 용량의 2배 보다 큰, 패킷 전달 장치.
제9항에 있어서,
상기 복수 개의 패킷 스위칭부들은 듀얼 액티브로 동작하여 트래픽을 분산하는, 패킷 전달 장치.
제9항에 있어서,
상기 복수 개의 패킷 스위칭부들은 다중 물리 경로 운용 방식에 따라, 각각 우선 순위가 높은 물리 경로와 우선 순위가 낮은 물리 경로에 대한 스위칭을 수행하여 상기 전달 패킷 데이터를 출력하는, 패킷 전달 장치.
제10항에 있어서,
상기 복수 개의 패킷 스위칭부들은 상기 복수 개의 내부 스위칭 경로만을 변경하여, 보드 단위의 다중 물리 경로 운용 방식 또는 포트 단위의 다중 물리 경로 운용 방식을 제공하는, 패킷 전달 장치.
제1항에 있어서,
상기 네트워크 정합기는 상기 패킷 스위치 및 상기 전달망과 상기 다중 물리 경로에 의해 연결되는 복수 개의 네트워크 정합부들을 포함하는, 패킷 전달 장치.
제14항에 있어서,
상기 복수 개의 네트워크 정합기들은 각각,
상기 패킷 스위치와의 다중 물리 경로 및 상기 전달망과의 다중 물리 경로의 우선순위가 일치하도록 경로를 제공하는 스위칭부;
상기 스위칭부와 제3물리 경로를 형성하며, 상기 제3물리 경로를 통해 입력되는 상기 전달 패킷 데이터 및 상기 감시신호를 상기 전달망으로 송신하는 제1신호 송신부; 및
상기 스위칭부와 제4물리 경로를 형성하며, 상기 제4물리 경로를 통해 입력되는 상기 감시 신호를 상기 전달망으로 송신하는 제2신호 송신부
를 포함하는, 패킷 전달 장치.
제13항에 있어서,
상기 스위칭부는, 상기 제3물리 경로에 장애가 발생하면, 상기 제4물리 경로를 통해 상기 전달 패킷 데이터를 상기 전달망으로 송신하는, 패킷 전달 장치.
전달망으로부터 패킷 전달 경로를 획득하는 단계;
가입자망으로부터 수신된 패킷 데이터에 상기 패킷 전달 경로에 대한 정보를 부가하여 전달 패킷 데이터를 생성하고, 상기 전달 패킷 데이터를 출력하는 단계;
패킷 스위치가 상기 전달 패킷 데이터를 스위칭하는 단계; 및
상기 패킷 스위치에 의해 스위칭된 전달 패킷 데이터를 상기 패킷 전달 경로에 따라 상기 전달망으로 전송하는 단계
를 포함하는 패킷 전달 방법.
제17항에 있어서,
상기 출력하는 단계는,
상기 가입자망에서 수신한 패킷 데이터에 상기 패킷 전달 경로 정보를 부가하여 전달 패킷 데이터를 생성하며, 상기 다중 물리 경로의 상태를 감시하는 감시 신호를 생성하는 단계;
제1 우선순위를 갖는 제1물리 경로를 통해 입력되는 전달 패킷 데이터 및 상기 감시 신호를 패킷 스위치로 출력하는 단계; 및
제2 우선순위를 갖는 제2물리 경로를 통해 입력되는 상기 감시 신호를 상기 패킷 스위치로 출력하는 단계
를 포함하는, 패킷 전달 방법.
제18항에 있어서,
상기 제1물리 경로에 장애가 발생하면, 상기 전달 패킷 데이터는 상기 제2물리 경로를 통해 출력되는, 패킷 전달 방법.
제17항에 있어서,
상기 전송하는 단계는,
상기 패킷 스위치와의 다중 물리 경로 및 상기 전달망과의 다중 물리 경로의 우선 순위가 일치하도록 경로를 제공하는 단계;
제3물리 경로를 통해 입력되는 전달 패킷 데이터 및 감시신호를 상기 전달망으로 송신하는 단계; 및
제4물리 경로를 통해 입력되는 감시 신호를 상기 전달망으로 송신하는 단계
를 포함하는, 패킷 전달 방법.