WO2012043918A1 - 링 네트워크에서의 데이터 패킷 송/수신 방법 및 이를 위한 링 네트워크 노드 단말 - Google Patents

링 네트워크에서의 데이터 패킷 송/수신 방법 및 이를 위한 링 네트워크 노드 단말 Download PDF

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    • H04L12/437Ring fault isolation or reconfiguration

Abstract

링 네트워크에서의 데이터 패킷 송/수신 방법 및 이를 위한 링 네트워크 노드 단말이 개시된다. 본 발명에 따른 링 네트워크에서의 데이터 패킷 송신 방법은, 링 네트워크를 통해 전송하고자 하는 데이터 패킷의 기설정된 영역을 분석하여 상기 데이터 패킷이 양방향 데이터인지 여부를 판단하는 단계; 상기 데이터 패킷이 양방향 데이터로 판단되는 경우, 상기 데이터 패킷을 복사하여 복사된 데이터 패킷을 생성하는 단계; 상기 데이터 패킷 및 상기 복사된 데이터 패킷에 좌측링과 우측링을 구분하기 위한 태그 비트(tag bit)를 삽입하는 단계; 및 상기 태그 비트가 삽입된 상기 데이터 패킷 및 상기 복사된 데이터 패킷을 상기 좌측링 및 우측링 양방향으로 전송하는 단계를 포함한다. 따라서, 신뢰성을 중요시하는 전력시스템에서 안정적인 데이터 전송이 가능하다.

Description

링 네트워크에서의 데이터 패킷 송/수신 방법 및 이를 위한 링 네트워크 노드 단말
본 발명은 링 네트워크(ring network) 환경에서 망의 고장이나 성능의 저하에 대응하기 위한 관리 방안으로 이중화 네트워크를 구성하고 있는 네트워크 관련 기술에 관한 것이다.
링 네트워크는 모든 노드가 반드시 2개의 분기를 가지며, 임의의 두 노드간에 반드시 2개의 패스가 있는 네트워크이다.
이중화 링으로 구성된 링 네트워크에서 회선의 사고발생시 통신망이 안정적으로 동작하여 사용자들에게 중단 없는 서비스를 제공하고 망의 효율을 극대화하기 위해서는 망의 고장이나 성능 저하에 대응하기 위한 관리방안이 필요하다.
이러한 목적을 위한 관리방안 중 특히 생존성(Survivability)을 확보하기 위한 관리방안은 크게 보호절체(Protection Switching)와 복구(Restoration) 등으로 분류될 수 있다. 보호절체는 노드들 사이에 미리 필요한 경로와 대역폭을 설정하여 망에 장애가 발생하는 경우 신속히 복구할 수 있도록 하는 방법이고, 복구는 장애 발생 후에 망의 이용 가능한 모든 경로와 용량을 이용하여 중단된 서비스를 원래의 상태로 복원하는 방법이다.
보다 구체적으로, 보호절체 기술은 디지털 계층(Synchronous Digital Hierarchy, 이하 SDH) 또는 동기식 광통신망(Synchronous Optical Network, 이하 SONET) 등과 같은 광 전송장비에 주로 적용되어 온 기술이다. 최근에는 이더넷 환경에 적용하기 위해 IEEE 802.17 RPR 기술 및 ITU.T G.8032 등의 이더넷 기반의 보호절체 기술이 개발되었다.
도 1은 종래 기술에 따른 이중 링 네트워크 환경에서의 생존성 확보를 위한 보호절체 기술을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 네트워크 환경은 점선으로 표시된 좌측링과 실선으로 표시된 우측링으로 구성된 이중링 구조인 것을 알 수 있다.
이 때, 좌측링은 좌측으로 데이터를 전송하는 링일 수 있고, 우측링은 우측으로 데이터를 전송하는 링일 수 있다.
도 1에 도시된 네트워크 환경에서 일반적으로 데이터 전송은 좌측링(또는 우측링)을 사용하여 수행되고, 사고 발생시 우측링(또는 좌측링)을 활용하여 데이터를 전송함으로써 네트워크의 생존성을 확보할 수 있다.
그런데, 통상 회선 사고발생시 회선사고 인지 및 보호절체 시행을 위한 패킷 전달, 우회경로 설정 및 인접 단말에 통지 등 복구를 위한 동작을 수행하는 동안 일정시간(통상 50ms 정도)이 소요되며, 이와 같이 보호절체 동작이 이루어지는 동안 링 네트워크를 통해 전달되고 있는 데이터는 유실될 수 있다는 문제점이 있다.
한편, 최근 전력설비의 중요성이 증가함에 따라 전력데이터 중 중요 데이터의 경우 소스에서 목적지까지 3ms 이내에 전달되어야 한다. 뿐만 아니라 중요 데이터의 손실은 큰 문제를 야기할 수 있어서 중간에서 손실되지 않고 목적지까지 안정적으로 중요 데이터를 전송하는 것은 매우 중요한 문제이다.
이와 같이 신뢰성이 중요한 전력 네트워크 기술의 특성을 고려할 때, 종래의 보호절체 기술을 이용하여 전력 네트워크를 구축하는 경우 보호절체가 이루어지는 시간 동안에 유실되는 데이터는 전력설비의 중요데이터일 수 있으므로 데이터 유실로 인해 전력시스템의 신뢰성이 손상될 수 있다는 심각한 문제가 있다.
실제로 한전은 종래의 보호절체 기술을 적용하여 배전자동화 시스템을 구축하여 운영하고 있으나, 망 사고로 인한 데이터 손실이 언제 발생할지 알 수 없고 손실되는 데이터가 중요데이터일 수 있으므로 신뢰성 있는 데이터 전송이 가능한 전력네트워크 구축의 필요성이 절실하게 대두된다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 링 네트워크에서 네트워크 생존성 확보를 위해 사용되는 보호절체 및 복구기간 동안 패킷 유실을 방지하는 것이다.
또한, 본 발명은 데이터 패킷의 중요도나 특성에 따라 손실되어서는 안 되는 중요한 패킷은 양방향으로 전송하여 보다 안정적인 전력 네트워크를 구축하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 링 네트워크에서의 데이터 패킷 송신 방법은, 링 네트워크 노드 단말의 패킷 처리 모듈이, 상기 링 네트워크를 통해 전송하고자 하는 데이터 패킷의 기설정된 영역을 분석하여 상기 데이터 패킷이 양방향 데이터인지 여부를 판단하는 단계; 상기 데이터 패킷이 양방향 데이터로 판단되는 경우, 상기 데이터 패킷을 복사하여 복사된 데이터 패킷을 생성하는 단계; 상기 데이터 패킷 및 상기 복사된 데이터 패킷에 좌측링과 우측링을 구분하기 위한 태그 비트(tag bit)를 삽입하는 단계; 및 상기 태그 비트가 삽입된 상기 데이터 패킷 및 상기 복사된 데이터 패킷을 상기 좌측링 및 우측링 양방향으로 전송하는 단계를 포함한다.
이 때, 상기 양방향 데이터인지 여부를 판단하는 단계는 상기 데이터 패킷의 중요도 및 특성 중 어느 하나 이상을 고려하여 상기 양방향 데이터인지 여부를 판단할 수 있다.
이 때, 상기 양방향 데이터인지 여부를 판단하는 단계는 상기 데이터 패킷의 중요도 및 특성 중 어느 하나 이상을 고려하여 우선순위를 설정하는 단계; 및 상기 우선순위가 기설정된 레벨 이상인 경우 상기 양방향 데이터로 판단하고, 상기 우선순위가 기설정된 레벨 미만인 경우 단방향 데이터로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 양방향 데이터인지 여부를 판단하는 단계는 이더넷 프레임(Ethernet frame)의 이더타입(Ethertype) 필드를 분석하여 상기 양방향 데이터인지 여부를 판단할 수 있다.
이 때, 상기 양방향 데이터인지 여부를 판단하는 단계는 상기 이더타입 필드가 샘플드 밸류(Sampled Value) 데이터 또는 구스(Goose) 데이터에 상응하는 값을 가지면 상기 양방향 데이터로 판단하고, 상기 이더타입 필드가 엠엠에스(MMS) 데이터에 상응하는 값을 가지면 단방향 데이터로 판단할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 링 네트워크에서의 데이터 패킷 수신 방법은, 링 네트워크 노드 단말의 패킷 처리 모듈이, 상기 링 네트워크를 통해 전송된 데이터 패킷을 광 이더넷 변환부로부터 수신하는 단계; 상기 데이터 패킷이 상기 노드 단말로 보내진 데이터 패킷인지 여부를 판단하는 단계; 상기 데이터 패킷이 상기 노드 단말로 보내진 데이터 패킷인 경우, 상기 데이터 패킷이 좌측링 및 우측링 양방향으로 전송된 양방향 데이터 패킷인지 여부를 판단하는 단계; 및 상기 데이터 패킷이 상기 양방향 데이터 패킷으로 판단되는 경우, 상기 데이터 패킷에 상응하는 수신 처리를 수행하는 단계를 포함한다.
이 때, 상기 수신 처리를 수행하는 단계는 상기 좌측링 및 우측링 중 어느 한쪽을 통하여 수신된 데이터 패킷으로부터 상기 좌측링과 우측링을 구분하기 위한 태그 비트(tag bit)를 삭제하여 상기 링 네트워크 노드 단말의 신호 처리 모듈로 전달할 수 있다.
이 때, 상기 수신 처리를 수행하는 단계는 상기 좌측링을 통해 수신된 데이터 패킷 및 상기 우측링을 통해 수신된 데이터 패킷을 비교하는 단계를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 수신 처리를 수행하는 단계는 상기 죄측링 및 우측링 중 다른 한쪽을 통하여 수신된 데이터 패킷은 삭제할 수 있다.
이 때, 상기 양방향 데이터 패킷인지 여부를 판단하는 단계는 상기 데이터 패킷의 기설정된 영역을 분석하여 인식된 상기 데이터 패킷의 중요도 또는 특성에 따라 상기 양방향 데이터 패킷인지 여부를 판단할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 링 네트워크 노드 단말은, 링 네트워크를 통하여 전송하고자 하는 데이터 패킷의 기설정된 영역을 분석한 결과 상기 데이터 패킷이 양방향 데이터 패킷으로 판단되는 경우 상기 데이터 패킷을 복사하여 복사된 데이터 패킷을 생성하고, 상기 데이터 패킷 및 상기 복사된 데이터 패킷에 좌측링과 우측링을 구분하기 위한 태그 비트(tag bit)를 삽입하는 패킷 변환부; 및 상기 패킷 변환부로부터 제공되는 데이터 패킷이 양방향 데이터 패킷인 경우 상기 데이터 패킷을 상기 좌측링 및 우측링 양방향으로 전송하고, 양방향 데이터 패킷이 아닌 경우 상기 좌측링 및 우측링 중 하나로 전송하는 광 이더넷 변환부를 포함한다.
*이 때, 상기 링 네트워크 노드 단말은 상기 광 이더넷 변환부로부터 전송된 데이터 패킷을 수신하는 패킷 송수신 처리부; 상기 전송된 데이터 패킷이 상기 노드 단말로 보내진 것인지 여부 및 상기 좌측링 및 우측링 양방향으로 전송된 양방향 데이터 패킷인지 여부를 판단하는 패킷 분석부; 및 상기 전송된 데이터 패킷이 상기 노드 단말로 보내진 것이 아닌 경우 상기 데이터 패킷을 상기 광 이더넷 변환부로 전달하고, 상기 데이터 패킷이 상기 노드 단말로 보내진 단방향 데이터 패킷인 경우 상기 데이터 패킷을 신호 처리 모듈로 전달하고, 상기 데이터 패킷이 상기 노드 단말로 보내진 양방향 데이터 패킷인 경우 양방향 데이터 패킷 처리를 수행하는 패킷 제어/관리부를 더 포함할 수 있다.
이 때, 상기 패킷 제어/관리부는 상기 데이터 패킷이 상기 노드 단말로 보내진 양방향 데이터 패킷이면 상기 좌측링 및 우측링을 통하여 수신된 데이터 패킷들 중 어느 하나만을 상기 신호 처리 모듈로 전달할 수 있다.
이 때, 상기 패킷 제어/관리부는 상기 데이터 패킷이 상기 노드 단말로 보내진 양방향 데이터 패킷이면 상기 좌측링 및 우측링을 통하여 수신된 데이터 패킷을 비교하여 동일한지 여부를 판단할 수 있다.
이 때, 상기 패킷 변환부는 상기 데이터 패킷의 기설정된 영역을 분석하여 인식된 상기 데이터 패킷의 중요도 또는 특성에 따라 상기 양방향 데이터 패킷인지 여부를 판단할 수 있다.
본 발명에 따르면, 링 네트워크에서 네트워크 생존성 확보를 위해 사용되는 보호절체 및 복구기간 동안 패킷 유실을 방지하여 데이터 패킷의 무손실 전달이 가능하다.
또한, 본 발명은 전력 데이터 등 데이터 패킷의 중요도나 특성에 따라 우선순위를 설정하고, 우선순위가 높은 데이터의 경우 양방향으로 전송하고 우선순위가 낮은 데이터의 경우 한 방향으로 전송하게 하여 효율적으로 차별적 데이터 전송을 수행하므로 신뢰성 있는 전력 네트워크 구축이 가능하도록 한다.
도 1은 종래 기술에 따른 이중 링 네트워크 환경에서의 생존성 확보를 위한 보호절체 기술을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 링 네트워크 노드 단말을 나타낸 블록도이다.
도 3은 도 2에 도시된 패킷 처리 모듈의 일 예를 나타낸 블록도이다.
도 4는 데이터 송신시 링 네트워크 노드 단말의 동작의 일 예를 나타낸 동작 흐름도이다.
도 5는 데이터 수신시 링 네트워크 노드 단말의 동작의 일 예를 나타낸 동작 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 링 네트워크에서의 데이터 패킷 송/수신을 나타낸 도면이다.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 링 네트워크 노드 단말을 나타낸 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 링 네트워크 노드 단말은 광 이더넷 변환부(210), 패킷 처리 모듈(220), 신호 처리 모듈(230) 및 관리 프로세서(240)를 포함한다.
도 2에는 도시되지 않았지만 링 네트워크 노드 단말은 이더넷 스위치부, 메모리 및 확장인터페이스를 더 포함할 수 있다.
링 네트워크를 통해 전달되어야 하는 데이터는 도 2에 도시되지 아니한 이더넷 스위치부 또는 확장인터페이스를 통해 단말에 전달될 수 있다. 전달된 데이터는 신호 처리 모듈(230)에서 패킷의 중요도에 따라 링 네트워크에 전달이 가능하도록 패킷의 가공 및 변형을 수행하며, 가공된 데이터는 패킷 처리 모듈(220)로 전달된다.
패킷 처리 모듈(220)은 패킷의 중요도에 따라 데이터를 단방향으로 전송할지 양방향으로 전송할지를 결정하고 단방향으로 전송할 경우 전달된 데이터를 기설정된 방향으로만 전달하고, 양방향으로 전송할 경우에는 전달된 패킷을 복사하여 양방향으로 전달한다.
또한, 도 2에 도시된 링 네트워크 노드 단말은 회선 및 장비의 문제점을 실시간으로 확인한다. 문제가 발생하면 링 네트워크 노드 단말의 신호 처리 모듈(230)은 보호절체 기능을 수행하기 위해 보호절체용 패킷을 생성하고 이를 패킷 처리 모듈(220)에 전달한다.
관리 프로세서(240)는 각 모듈의 동작을 제어하고 현재 상태를 확인하며 각 모듈이 필요한 동작을 수행하는데 필요한 관리 동작을 수행할 수 있고, 수행결과 등에 해당하는 데이터는 메모리에 저장될 수 있다.
광 이더넷 변환부(210)는 패킷 처리 모듈(220)로부터 데이터 패킷을 전달 받아서 광 이더넷 변환을 수행하여 링 네트워크로 송신하거나 링 네트워크로부터 수신된 신호를 이용하여 데이터 패킷을 생성하여 패킷 처리 모듈(220)로 제공한다. 이하에서 자세히 설명하겠지만, 광 이더넷 변환부(210)는 결과적으로 패킷 처리 모듈(220)로부터 제공되는 데이터 패킷이 양방향 데이터 패킷인 경우 상기 데이터 패킷을 링 네트워크의 좌측링 및 우측링 양방향으로 전송하고, 양방향 데이터 패킷이 아닌 경우 상기 좌측링 및 우측링 중 하나로 전송할 수 있다.
도 3은 도 2에 도시된 패킷 처리 모듈의 일 예를 나타낸 블록도이다.
도 3을 참조하면, 패킷 처리 모듈은 패킷 송수신 처리부(310), 패킷 분석부(320), 패킷 제어/관리부(330) 및 패킷 변환부(340)를 포함한다.
패킷 변환부(340)는 링 네트워크를 통하여 전송하고자 하는 데이터 패킷의 기설정된 영역을 분석한 결과 상기 데이터 패킷이 양방향 데이터 패킷으로 판단되는 경우 상기 데이터 패킷을 복사하여 복사된 데이터 패킷을 생성하고, 상기 데이터 패킷 및 상기 복사된 데이터 패킷에 좌측링과 우측링을 구분하기 위한 태그 비트(tag bit)를 삽입한다.
이 때, 패킷 변환부(340)는 데이터 패킷의 기설정된 영역을 분석하여 인식된 상기 데이터 패킷의 중요도 또는 특성에 따라 상기 양방향 데이터 패킷인지 여부를 판단할 수 있다.
패킷 송수신 처리부(310)는 광 이더넷 변환부(210)로부터 전송된 데이터 패킷을 수신할 수 있다.
패킷 분석부(320)는 상기 전송된 데이터 패킷이 상기 노드 단말로 보내진 것인지 여부 및 상기 좌측링 및 우측링 양방향으로 전송된 양방향 데이터 패킷인지 여부를 판단할 수 있다. 즉, 패킷 분석부(320)는 수신된 패킷의 유효성을 검사하고 해당 단말에 해당되는 패킷인지 아니면 인접 단말에 재전달해야하는 패킷인지 여부를 판단한다. 또한, 패킷 분석부(320)는 수신된 패킷이 해당 단말에 해당하는 패킷인 경우 패킷 무손실 전달을 위해 양방향으로 전달된 데이터인지 아니면 단방향으로만 전달된 데이터인지 여부를 판단할 수 있다.
패킷 제어/관리부(330)는 상기 전송된 데이터 패킷이 상기 노드 단말로 보내진 것이 아닌 경우 상기 데이터 패킷을 상기 광 이더넷 변환부로 전달하고, 상기 데이터 패킷이 상기 노드 단말로 보내진 단방향 데이터 패킷인 경우 상기 데이터 패킷을 신호 처리 모듈로 전달하고, 상기 데이터 패킷이 상기 노드 단말로 보내진 양방향 데이터 패킷인 경우 양방향 데이터 패킷 처리를 수행할 수 있다.
이 때, 패킷 제어/관리부(330)는 상기 데이터 패킷이 상기 노드 단말로 보내진 양방향 데이터 패킷이면 상기 좌측링 및 우측링을 통하여 수신된 데이터 패킷들 중 어느 하나만을 상기 신호 처리 모듈로 전달할 수 있다. 이 때, 패킷 제어/관리부(330)는 먼저 수신된 데이터 패킷만을 신호 처리 모듈로 전달할 수 있다.
또한, 패킷 제어/관리부(330)는 상기 데이터 패킷이 해당 단말로 보내진 양방향 데이터 패킷이면 상기 좌측링 및 우측링을 통하여 수신된 데이터 패킷을 비교하여 동일한지 여부를 판단할 수 있다.
링 네트워크를 통해 송/수신되는 데이터 패킷에는 양방향 데이터와 단방향 데이터를 구분하기 위해 데이터 타입을 구분한 식별자가 포함되어 있을 수 있다. 이러한 식별자를 분석하면 단말의 패킷 처리 모듈은 쉽게 해당 데이터가 양방향 데이터인지 단방향 데이터인지를 구분할 수 있다.
나아가, 양방향 데이터의 경우 좌측링을 통해 수신된 데이터와 우측링을 통해 수신된 데이터를 구별할 수 있도록 하는 태그 비트(Tag Bit)가 데이터 패킷에 포함되어 있을 수 있다. 이 때, 태그 비트는 1비트로 이루어진 필드만을 나타내는 것은 아니고, 좌측링을 통해 수신된 데이터인지 아니면 우측링을 통해 수신된 데이터인지 여부를 나타내는 한 그 비트나 바이트 구성은 얼마든지 달라질 수 있다.
즉, 신호 처리 모듈에서는 패킷 처리 모듈에 데이터 전달 시 양방향 데이터인지 아니면 단방향 데이터인지를 알려주기 위해 데이터 타입을 구분한 식별자를 삽입할 수 있다. 패킷 처리 모듈에서는 단방향 데이터의 경우 패킷 송/수신 처리 기능을 활용하여 바로 광 이더넷 변환부로 데이터를 전송하고, 양방향 데이터의 경우 신호 처리 모듈로부터 수신된 패킷을 양방향으로 전달하기 위해 복사하고 수신된 패킷과 복사된 패킷에 좌측링으로 보내는지 우측링으로 보내는지 여부를 구별하기 위한 태그 비트를 삽입하여 광 이더넷 변환부를 통해 양방향으로 전달한다.
도 4는 데이터 송신시 링 네트워크 노드 단말의 동작의 일 예를 나타낸 동작 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 먼저 링 네트워크 노드 단말의 패킷 처리 모듈은 신호 처리 모듈로부터 링 네트워크를 통해 전송하고자 하는 데이터 패킷을 수신한다(S410).
또한, 링 네트워크 노드 단말의 패킷 처리 모듈은 수신된 데이터 패킷의 기설정된 영역을 분석하여 상기 데이터 패킷이 양방향 데이터인지 여부를 판단한다(S420).
즉, 링 네트워크 노드 단말의 패킷 처리 모듈은 수신된 데이터가 양방향 전송을 적용할 중요한 데이터인지 여부를 판단한다.
이 때, 단계(S420)는 상기 데이터 패킷의 중요도 및 특성 중 어느 하나 이상을 고려하여 상기 양방향 데이터인지 여부를 판단할 수 있다.
이 때, 단계(S420)는 상기 데이터 패킷의 중요도 및 특성 중 어느 하나 이상을 고려하여 우선순위를 설정하는 단계 및 상기 우선순위가 기설정된 레벨 이상인 경우 상기 데이터 패킷을 상기 양방향 데이터로 판단하고 상기 우선순위가 기설정된 레벨 미만인 경우 단방향 데이터로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
단계(S420)는 이더넷 프레임(Ethernet frame)의 이더타입(Ethertype) 필드를 분석하여 상기 양방향 데이터인지 여부를 판단할 수도 있다.
단계(S420)는 상기 이더타입 필드가 샘플드 밸류(Sampled Value) 데이터 또는 구스(Goose) 데이터에 상응하는 값을 가지면 상기 양방향 데이터로 판단하고, 상기 이더타입 필드가 엠엠에스(MMS) 데이터에 상응하는 값을 가지면 단방향 데이터로 판단할 수 있다.
단계(S420)의 판단 결과 데이터가 중요 데이터여서 양방향으로 전송해야 하는 것으로 판단되면, 링 네트워크 노드 단말의 패킷 처리 모듈은 데이터 패킷을 복사하여 복사된 데이터 패킷을 생성하고, 상기 데이터 패킷 및 상기 복사된 데이터 패킷에 좌측링과 우측링을 구분하기 위한 태그 비트(tag bit)를 삽입한다(S430).
또한, 링 네트워크 노드 단말의 패킷 처리 모듈은 데이터 패킷을 패킷 송수신 처리부로 전달하여(S440), 광 이더넷 변환부를 통하여 링 네트워크로 전송되도록 한다(S450).
즉, 태그 비트가 삽입된 상기 데이터 패킷 및 상기 복사된 데이터 패킷은 상기 좌측링 및 우측링 양방향으로 전송된다.
단계(S420)의 판단 결과 데이터가 중요 데이터가 아니어서 양방향으로 전송해야 하는 것이 아닌 것으로 판단되면, 링 네트워크 노드 단말의 패킷 처리 모듈은 단계(S440)로 진행하여 데이터 패킷이 패킷 송수신 처리부로 전달되도록 한다.
도 5는 데이터 수신시 링 네트워크 노드 단말의 동작의 일 예를 나타낸 동작 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 먼저 링 네트워크 노드 단말의 패킷 처리 모듈은 링 네트워크를 통해 전송된 데이터 패킷을 광 이더넷 변환부로부터 수신한다(S510).
또한, 링 네트워크 노드 단말의 패킷 처리 모듈은 수신된 데이터 패킷이 상기 노드 단말로 보내진 데이터 패킷인지 여부를 판단한다(S520).
단계(S520)의 판단 결과 수신된 데이터 패킷이 상기 노드 단말로 보내진 데이터 패킷으로 판단되면, 링 네트워크 노드 단말의 패킷 처리 모듈은 상기 데이터 패킷이 좌측링 및 우측링 양방향으로 전송된 양방향 데이터 패킷인지 여부를 판단한다(S540).
이 때, 단계(S540)은 상기 데이터 패킷의 기설정된 영역을 분석하여 인식된 상기 데이터 패킷의 중요도 또는 특성에 따라 상기 양방향 데이터 패킷인지 여부를 판단할 수 있다.
단계(S520)의 판단 결과 수신된 데이터 패킷이 상기 노드 단말로 보내진 데이터 패킷이 아닌 것으로 판단되면, 링 네트워크 노드 단말의 패킷 처리 모듈은 상기 데이터 패킷을 광 이더넷 변환부로 전달한다(S530).
단계(S540)의 판단 결과 상기 데이터 패킷이 양방향 데이터 패킷으로 판단되면, 링 네트워크 노드 단말의 패킷 처리 모듈은 상기 데이터 패킷에 상응하는 수신 처리를 수행한다(S560, S570, S580, S590).
즉, 상기 데이터 패킷이 양방향 데이터 패킷을 판단되는 경우, 링 네트워크 노드 단말의 패킷 처리 모듈은 상기 데이터 패킷이 첫 번째로 수신된 패킷인지 여부를 판단한다(S560).
단계(S560)의 판단 결과 상기 데이터 패킷이 첫 번째로 수신된 패킷으로 판단되는 경우, 링 네트워크 노드 단말의 패킷 처리 모듈은 데이터 패킷으로부터 상기 좌측링 및 우측링을 구분하기 위한 태그 비트를 삭제하고 메모리에 저장한다(S580). 또한, 링 네트워크 노드 단말의 패킷 처리 모듈은 태그 비트를 삭제한 데이터 패킷을 신호 처리 모듈로 전달한다(S590).
단계(S560)의 판단 결과 상기 데이터 패킷이 두 번째로 수신된 패킷으로 판단되는 경우, 링 네트워크 노드 단말의 패킷 처리 모듈은 해당 데이터 패킷을 버린다(S570).
단계(S540)의 판단 결과 상기 데이터 패킷이 양방향 데이터 패킷이 아닌 것으로 판단되면, 링 네트워크 노드 단말의 패킷 처리 모듈은 수신된 데이터 패킷을 신호 처리 모듈로 전달한다(S550).
즉, 링 네트워크 노드 단말의 패킷 처리 모듈은 양방향 데이터 패킷에 대한 수신 처리를 수행할 때 상기 좌측링 및 우측링 중 어느 한쪽을 통하여 수신된 데이터 패킷으로부터 상기 좌측링과 우측링을 구분하기 위한 태그 비트(tag bit)를 삭제하여 상기 링 네트워크 노드 단말의 신호 처리 모듈로 전달할 수 있다. 이 때, 노드 단말의 신호 처리 모듈은 좌측링 및 우측링 중 어느 다른 한쪽을 통하여 수신된 데이터 패킷은 삭제할 수 있다.
실시예에 따라, 링 네트워크 노드 단말의 패킷 처리 모듈은 양방향 데이터 패킷에 대한 수신 처리를 수행할 때 상기 좌측링을 통해 수신된 데이터 패킷 및 상기 우측링을 통해 수신된 데이터 패킷을 비교할 수도 있다.
이상에서 설명한 데이터 패킷의 무손실 전달 및 효과적인 데이터 차별 서비스를 위한 링 네트워크 노드 단말 및 그 동작은 스마트배전시스템에 적용될 수 있다.
스마트배전시스템의 데이터는 크게 실시간성을 요구하는 샘플드 밸류(Sampled Value) 데이터와 구스(Goose) 데이터 및 비실시간성의 특성을 갖는 엠엠에스(MMS) 데이터로 구성된다. 이러한 데이터를 링 네트워크를 통하여 전달하고자 할 경우 생성된 각각의 데이터는 이더 타입(Ethertype) 값을 이용하여 구분될 수 있으며, 신호 처리 모듈을 통해 패킷 처리 모듈로 전달될 수 있다.
패킷 처리 모듈은 수신된 데이터의 이더 타입(Ethertype) 값을 확인하여 실시간성을 요구하는 데이터의 경우 수신된 패킷을 복사하고, 원본 및 복사된 패킷에 좌측링과 우측링을 확인할 수 있도록 태그 비트(tag bit)를 삽입한 후 양방향으로 전송한다. 패킷 처리 모듈은 수신된 데이터가 비실시간성을 요구하는 패킷인 경우 좌측링이나 우측링 중 어느 하나만을 이용해서 데이터를 전달한다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 링 네트워크에서의 데이터 패킷 송/수신을 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 링 네트워크를 통해 송/수신되는 데이터 패킷은 그 서비스 유형에 따라 중요한 것(Service 1, Service 3)과 중요하지 않은 것(Service 2)으로 구분된다.
본 발명에 따른 링 네트워크를 통한 데이터 송/수신 방법은 중요한 데이터의 경우 링 네트워크의 좌측링과 우측링을 함께 이용하여 양방향으로 데이터를 송/수신하고, 덜 중요한 데이터의 경우 링 네트워크의 좌측링(또는 우측링)만을 이용하여 데이터를 송/수신한다.
최근 전력설비에서는 단말들 사이의 3ms 이내 전송, 무손실, 다양한 전력정보에 대한 차등 서비스 등을 요구하고 있다. 본 발명은 데이터의 특성에 따라 양방향 전송과 단방향 전송을 선택적으로 지원함으로써 중요한 데이터에 대해서는 3ms 이내 전송 및 무손실 전달을 제공한다. 또한 본 발명은 중요도가 낮은 데이터에 대해서는 단방향 전송을 통해 최선의 서비스를 제공하고 네트워크의 트래픽 부하를 효과적으로 조절할 수 있으므로 안정적인 전력 서비스가 가능하다.
본 발명은 이중 링 네트워크를 기반으로 전력서비스를 제공하는 전력시스템에 적용될 수 있고, 특히 배전자동화, 배전지능화, 스마트배전, 디지털변전시스템 등에 적용될 수 있다.
이상에서와 같이 본 발명에 따른 링 네트워크에서의 데이터 패킷 송/수신 방법 및 링 네트워크 단말은 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

Claims (15)

  1. 링 네트워크 노드 단말의 패킷 처리 모듈이,
    상기 링 네트워크를 통해 전송하고자 하는 데이터 패킷의 기설정된 영역을 분석하여 상기 데이터 패킷이 양방향 데이터인지 여부를 판단하는 단계;
    상기 데이터 패킷이 양방향 데이터로 판단되는 경우, 상기 데이터 패킷을 복사하여 복사된 데이터 패킷을 생성하는 단계;
    상기 데이터 패킷 및 상기 복사된 데이터 패킷에 좌측링과 우측링을 구분하기 위한 태그 비트(tag bit)를 삽입하는 단계; 및
    상기 태그 비트가 삽입된 상기 데이터 패킷 및 상기 복사된 데이터 패킷을 상기 좌측링 및 우측링 양방향으로 전송하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 링 네트워크에서의 데이터 패킷 송신 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 양방향 데이터인지 여부를 판단하는 단계는
    상기 데이터 패킷의 중요도 및 특성 중 어느 하나 이상을 고려하여 상기 양방향 데이터인지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 링 네트워크에서의 데이터 패킷 송신 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 양방향 데이터인지 여부를 판단하는 단계는
    상기 데이터 패킷의 중요도 및 특성 중 어느 하나 이상을 고려하여 우선순위를 설정하는 단계; 및
    상기 우선순위가 기설정된 레벨 이상인 경우 상기 데이터 패킷을 상기 양방향 데이터로 판단하고, 상기 우선순위가 기설정된 레벨 미만인 경우 단방향 데이터로 판단하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 링 네트워크에서의 데이터 패킷 송신 방법.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 양방향 데이터인지 여부를 판단하는 단계는
    이더넷 프레임(Ethernet frame)의 이더타입(Ethertype) 필드를 분석하여 상기 양방향 데이터인지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 링 네트워크에서의 데이터 패킷 송신 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 양방향 데이터인지 여부를 판단하는 단계는
    상기 이더타입 필드가 샘플드 밸류(Sampled Value) 데이터 또는 구스(Goose) 데이터에 상응하는 값을 가지면 상기 양방향 데이터로 판단하고, 상기 이더타입 필드가 엠엠에스(MMS) 데이터에 상응하는 값을 가지면 단방향 데이터로 판단하는 것을 특징으로 하는 링 네트워크에서의 데이터 패킷 송신 방법.
  6. 링 네트워크 노드 단말의 패킷 처리 모듈이,
    상기 링 네트워크를 통해 전송된 데이터 패킷을 광 이더넷 변환부로부터 수신하는 단계;
    상기 데이터 패킷이 상기 노드 단말로 보내진 데이터 패킷인지 여부를 판단하는 단계;
    상기 데이터 패킷이 상기 노드 단말로 보내진 데이터 패킷인 경우, 상기 데이터 패킷이 좌측링 및 우측링 양방향으로 전송된 양방향 데이터 패킷인지 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 데이터 패킷이 상기 양방향 데이터 패킷으로 판단되는 경우, 상기 데이터 패킷에 상응하는 수신 처리를 수행하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 링 네트워크에서의 데이터 패킷 수신 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 수신 처리를 수행하는 단계는
    상기 좌측링 및 우측링 중 어느 한쪽을 통하여 수신된 데이터 패킷으로부터 상기 좌측링과 우측링을 구분하기 위한 태그 비트(tag bit)를 삭제하여 상기 링 네트워크 노드 단말의 신호 처리 모듈로 전달하는 것을 특징으로 하는 링 네트워크에서의 데이터 패킷 수신 방법.
  8. 청구항 6에 있어서
    상기 수신 처리를 수행하는 단계는
    상기 좌측링을 통해 수신된 데이터 패킷 및 상기 우측링을 통해 수신된 데이터 패킷을 비교하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 링 네트워크에서의 데이터 패킷 수신 방법.
  9. 청구항 7에 있어서
    상기 수신 처리를 수행하는 단계는
    상기 좌측링 및 우측링 중 다른 한쪽을 통하여 수신된 데이터 패킷은 삭제하는 것을 특징으로 하는 링 네트워크에서의 데이터 패킷 수신 방법.
  10. 청구항 6에 있어서
    상기 양방향 데이터 패킷인지 여부를 판단하는 단계는
    상기 데이터 패킷의 기설정된 영역을 분석하여 인식된 상기 데이터 패킷의 중요도 또는 특성에 따라 상기 양방향 데이터 패킷인지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 링 네트워크에서의 데이터 패킷 수신 방법.
  11. 링 네트워크를 통하여 전송하고자 하는 데이터 패킷의 기설정된 영역을 분석한 결과 상기 데이터 패킷이 양방향 데이터 패킷으로 판단되는 경우 상기 데이터 패킷을 복사하여 복사된 데이터 패킷을 생성하고, 상기 데이터 패킷 및 상기 복사된 데이터 패킷에 좌측링과 우측링을 구분하기 위한 태그 비트(tag bit)를 삽입하는 패킷 변환부; 및
    상기 패킷 변환부로부터 제공되는 데이터 패킷이 양방향 데이터 패킷인 경우 상기 데이터 패킷을 상기 좌측링 및 우측링 양방향으로 전송하고, 양방향 데이터 패킷이 아닌 경우 상기 좌측링 및 우측링 중 하나로 전송하는 광 이더넷 변환부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 링 네트워크 노드 단말.
  12. 청구항 11에 있어서
    상기 링 네트워크 노드 단말은
    상기 광 이더넷 변환부로부터 전송된 데이터 패킷을 수신하는 패킷 송수신 처리부;
    상기 전송된 데이터 패킷이 상기 노드 단말로 보내진 것인지 여부 및 상기 좌측링 및 우측링 양방향으로 전송된 양방향 데이터 패킷인지 여부를 판단하는 패킷 분석부; 및
    상기 전송된 데이터 패킷이 상기 노드 단말로 보내진 것이 아닌 경우 상기 데이터 패킷을 상기 광 이더넷 변환부로 전달하고, 상기 데이터 패킷이 상기 노드 단말로 보내진 단방향 데이터 패킷인 경우 상기 데이터 패킷을 신호 처리 모듈로 전달하고, 상기 데이터 패킷이 상기 노드 단말로 보내진 양방향 데이터 패킷인 경우 양방향 데이터 패킷 처리를 수행하는 패킷 제어/관리부
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 링 네트워크 노드 단말.
  13. 청구항 12에 있어서
    상기 패킷 제어/관리부는
    상기 데이터 패킷이 상기 노드 단말로 보내진 양방향 데이터 패킷이면 상기 좌측링 및 우측링을 통하여 수신된 데이터 패킷들 중 어느 하나만을 상기 신호 처리 모듈로 전달하는 것을 특징으로 하는 링 네트워크 노드 단말.
  14. 청구항 12에 있어서
    상기 패킷 제어/관리부는
    상기 데이터 패킷이 상기 노드 단말로 보내진 양방향 데이터 패킷이면 상기 좌측링 및 우측링을 통하여 수신된 데이터 패킷을 비교하여 동일한지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 링 네트워크 노드 단말.
  15. 청구항 11에 있어서
    상기 패킷 변환부는
    상기 데이터 패킷의 기설정된 영역을 분석하여 인식된 상기 데이터 패킷의 중요도 또는 특성에 따라 상기 양방향 데이터 패킷인지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 링 네트워크 노드 단말.
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