KR100292200B1 - 비동기식 전송모드교환기의 프레임데이터 출력장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 ATM에 적합하도록 셀 기본 구조를 기반으로 간단한 오버헤드 구조를 가지며,정규적인 부프레임 헤더 패턴으로 재동기를 빠르게 할 수 있는 ATM교환기의 프레임데이터 출력장치에 관한 것으로,프레임 헤더를 발생함과 함께 프레임 데이터를 출력하는 프레임 헤더 발생기 및 프레임 데이터 출력부(1),셀인에이블신호의 입력에 따라 셀 데이터를 출력하는 셀 데이터 출력부(2),부프레임 헤더를 발생함과 함께 부프레임 데이터를 출력하는 부프레임 헤더 발생기 및 부프레임 데이터 출력부(3),LCC인에이블신호의 입력에 따라 LCC데이터를 출력하는 LCC데이터 출력부(4),OWC인에이블신호의 입력에 따라 OWC데이터를 출력하는 OWC 데이터 출력부(5),예비 인에이블신호의 입력에 따라 예비데이터를 출력하는 예비데이터 출력부(6),셀렉터(S1)(S2)의 입력에 따라 상기 프레임 헤더 발생기 및 프레임 데이터 출력부(1),셀 데이터 출력부(2),OWC 데이터 출력부(5),예비데이터 출력부(6)의 출력을 순서대로 선택하여 출력시키는 제1멀티플렉서(7),셀렉터(S3-S5)의 입력에 따라 상기 셀 데이터 출력부(2), 부프레임 헤더 발생기 및 부프레임 데이터출력부(3),LCC 데이터 출력부(4),OWC 데이터 출력부(5),예비데이터 출력부(6)의 출력데이터를 순서대로 선택하여 출력시키는 제2멀티플렉서(8),상기 제1,제2멀티플렉서(7)(8)의 출력을 멀티플렉싱하는 제3멀티플렉서(9),구형파를 입력받아 각부로 제어신호를 출력시키는 제어신호 발생기(10)로 이루어진다.

Description

비동기식 전송모드교환기의 프레임데이터 출력장치

본 발명은 잡음이 많은 무선 환경의 동기 상실 상태에서 재동기가 용이한 프레이머에 관한 것으로, 특히 ATM이나 위성통신의 무선환경에 적합하도록 셀 기본 구조를 기반으로 간단한 오버헤드 구조를 가지며, 페이로드 부분은 셀로 구성하여 셀 추출능력을 향상시키고 정규적인 부프레임 헤더 패턴으로 재동기를 빠르게 할 수 있는 ATM 교환기의 프레임데이터 출력장치에 관한 것이다.

일반적으로 무선 통신망하에서는 일반 잡음 및 멀티 패스등의 영향으로 유선 망에 비교하여 비트 에러율이 상대적으로 높게 나타난다.

이러한 무선 환경에서 기존의 표준화된 상용 프로토콜을 사용하면 동기 손실 평균 시간이 최악의 경우 약 10³셀 정도로 나타난다.

이는 다시 동기를 획득하는데 걸리는 시간을 감안할 때 수신측에 막대한 부담을 주게 된다.

이를 경감시키기 위하여 간단한 프레임 구조와 동기 획득을 용이하게 하도록 부프레임을 1바이트씩 할당하면 전체 대역폭을 휠씬 경제적으로 사용할 수 있다.

셀 기반 물리 계층인 경우에는 외부 프레임을 사용하지 않고 혼화된 ATM셀 흐름 그대로를 전송한다.

이는 ATM계층에서 내려온 셀들에 HEC(Header Error Control)구간을 계산해 넣고 물리 계층 OAM셀과 빈 셀들을 채워서 ATM셀 흐름을 만든 후 혼화 과정을 거쳐서 바로 전송하기 때문에 프레임 발생 기능이 별도로 필요하지 않게 되는 것이다.

ATM셀 흐름은 155.520Mbps의 연속적인 흐름이며, 수신측은 이로부터 클럭 정보를 추출해서 사용할 수 있다.

셀 흐름 155.520Mbps 용량 중에는 5.760Mbps 또는 그 이상은 항상 빈셀, 물리계층 OAM 물리 계층용 예비 셀들로 채워진다.

이것은 SDH(Synchronous Digital Hierarchy:동기 디지탈 하이어라키)기반의 경우에 있어서 구간 및 경로 오버헤드에 해당하는 용량으로, 매 27개 셀 당 1개의 비율에 해당한다.

따라서, 이들 중 물리 계층 OAM셀은 구간 및 경로 오버헤드가 제공하는 각종 유지 보수 및 성능 감시 기능을 제공하게 된다.

빈셀, 물리 계층 OAM셀과 기타 물리 계층용 예비 셀들은 셀 헤더에 특별한 비트 배열을 함으로써 식별이 가능하도록 한다.

이들 물리 계층셀들은 수신측의 물리 계층까지만 전달되고 ATM 계층에는 전달되지 않으므로 이 비트 배열이 구간별로 부여되는 의미는 없다.

SDH기반 물리계층인 경우에는 ATM셀들을 SDH의 STM-n(Synchronous Transport Module:동기 트랜스포트 모듈의 하이어라키)프레임에 매핑시켜 전송하는데, 먼저 ATM계층으로부터 받은 셀들에 HEC구간을 계산해 넣고 빈 셀들을 채워 149.760Mbps 용량의 신호를 만든 후, 셀 헤더를 제외한 전 구간에 대해 자기 동화 처리를 하고 VC-4 유로 부하 공간(C-4 공간)에 매핑시켜 STM-n 신호 형태로 전송한다.

수신측에서는 STM-n 신호로부터 클럭정보를 추출해서 사용할 수 있으며, 위의 역과정을 통해서 ATM셀들을 ATM계층에 올려 보낼수 있다.

149.760Mbps로 정리된 ATM셀들을 BC-4 유로 부하 공간에 매핑시킬 때에는 그 시작점을 매 프레임마다 경로 오버 헤더(POH)H4에 기록해 둔다.

STM(Synchronous Transfer Mode:동기전송모드)프레임의 구간 및 경로 오버헤드는 SDH 전송을 위한 각종 유지 보수 및 성능 감시 기능을 제공한다.

여기에는 STM프레임 정렬, STM-1 및 경로 식별 기능, 구간 및 오류감기, 구간경보 표시신호, 구간 및 경로 원단 수신 불능, 구간 및 경로 원단 오류 보고, 경로 신호표시등이 포함된다.

ATM셀 매핑에 관련된 오버 헤드로는 셀 어긋남 표시를 위한 H4이외에, 내부에 ATM셀이 매핑되어 알려주는 C2가 있다.

구간 오버헤드는 OAM정보 흐름 F1및 F2와 경로 오버헤드는 OAM 정보 흐름 F3와 각각 밀접한 관계가 있다.

SDH 기반의 경우에는 구간 오버 헤드와 경로 오버 헤드들을 무선 환경에서 여러 기능을 하는 오버 헤드들의 기능을 다 둘 필요없이 사용 가능한 구조를 간단하게 구성할 필요가 있다.

가장 필요한 것은 프레임 동기 상실시 재동기화가 얼마만큼 빠르게 이루어져 데이터의 손실을 최소화하느냐에 달려있다.

새로운 프레임 구조를 도출하기 위하여 기본적으로 고려되어야 할 사항이 셀 추출능력을 향상시키기 위해 정규적인 프레임 패턴을 지닌 프레임 구조이고 하위 계층에서 전송 링크의 성능 향상을 위한 방식들에 영향을 주지 않아야 하며, 상위 계층의 프로토콜에게 일관성있는 인터페이스를 유지해야 한다.

또, 물리 계층의 기본적인 특성상 전송속도 및 전송 미디어에 무관해야 하고, 전송 링크사에서 별도의 대역 폭 소비를 최소화하는 것이 바람직하다.

전체 프레임 구조에서 오버 헤드 필드들은 테스트 환경 및 OAM에 따라 도입 여부가 검토되어야 하며 헤더 패턴은 프레임 검출 알고리즘과 병행하여야 한다. 페이로드 필드는 오버 헤드 필드 및 전송 링크의 속도와 관련하여 최적의 프레임 크기가 도출되어야 할 것이다.

본 발명은 이와같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, STM-1 프레임 오버헤드에서 사용하는 각종 파라미터들을 모두 사용하는 것이 아니라 무선환경에서 필요한 파라미터를, 프레임 헤드 바이트, 링크 제어 채널 할당 바이트, 타합선 채널 할당 바이트만으로 줄여 사용함과 함께 한 프레임 안에 8개의 부프레임 헤더를 채택해 매 부프레임앞에 1바이트를 할당하여 재동기화 알고리즘을 쉽게 적용할 수 있는 비동기식 전송모드(ATM)교환기의 프레임데이터 출력장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명 비동기식 전송모드교환기의 프레임데이터 출력장치의 블록도

도 2는 본 발명에 따른 타이밍 차트

도 3은 본 발명에 따른 프레임의 구성을 나타낸 도면

도 4는 본 발명에 따른 프레임 동기상태 천이도를 나타낸 도면

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1:프레임헤더발생기및 프레임데이터출력부 2:셀데이터 출력부

3:부프레임헤더발생기및 부프레임데이터출력부 4:LCC데이터출력부

5:OWC데이터출력부 6:예비데이터출력부

7:제1멀티플렉서 8:제2멀티플렉서

9:제3멀티플렉서 10:제어신호 발생기

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참고로 하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 회로구성도로, 프레임 동기 인에이블신호를 입력받아 프레임 헤더를 발생함과 함께 프레임 데이터를 출력하는 프레임 헤더 발생기 및 프레임 데이터 출력부(1)와, 셀 인에이블신호의 입력에 따라 셀 데이터를 출력하는 셀 데이터 출력부(2)와, 부프레임 동기 인에이블신호를 입력받아 부프레임 헤더를 발생함과 함께 부프레임 데이터를 출력하는 부프레임 헤더 발생기 및 부프레임 데이터 출력부(3)와, LCC(Link Control Channel)인에이블신호의 입력에 따라 LCC데이터를 출력하는 LCC데이터 출력부(4)와, OWC(Order Wire Channel)인에이블신호의 입력에 따라 OWC데이터를 출력하는 OWC 데이터 출력부(5)와, 예비 인에이블신호의 입력에 따라 예비데이터를 출력하는 예비데이터 출력부(6)와, 셀렉터(S1)(S2)의 입력에 따라 상기 프레임 헤더 발생기 및 프레임 데이터 출력부(1), 셀 데이터 출력부(2), OWC 데이터 출력부(5), 예비데이터 출력부(6)의 출력을 순서대로 선택하여 출력시키는 제1멀티플렉서(7)와, 셀렉터(S3-S5)의 입력에 따라 상기 셀 데이터 출력부(2), 부프레임 헤더 발생기 및 부프레임 데이터 출력부(3), LCC 데이터 출력부(4),OWC 데이터 출력부(5), 예비데이터 출력부(6)의 출력데이터를 순서대로 선택하여 출력시키는 제2멀티플렉서(8)와, 상기 제1,제2멀티플렉서(7)(8)의 출력을 멀티플렉싱하는 제3멀티플렉서(9)와, 구형파를 입력받아 제어신호를 상기 각 부에 출력하는 제어신호 발생기(10)를 포함하여 이루어진다.

이와같이 구성된 본 발명은 먼저 도 2의 (A)와같은 구형파가 제어신호 발생기(10)로 입력되면, 제어신호 발생기(10)로부터 출력되는 도 2의 (B)와 같은 프레임 동기 인에이블 신호에 의해 (C)와 같은 프레임 데이터 2바이트(F628H)값이 입력된 후 (G)와같은 타합선 채널 데이터 인에이블 신호에 의해 1바이트 값이 입력된다.

그리고 (H)와같은 두 개의 예비 헤더 바이트의 데이터가 인에이블되어 제1멀티플렉서(7)로 입력되며, (D)와 같은 셀 인에이블 동기 신호에 의해 연속 5개의 셀이 채워진다.

따라서, 프레임헤더 발생기 및 프레임 데이터출력부(1)와 셀 데이터 출력부(2)로부터 출력되는 각각의 데이터들은 셀럭터(S1)(S2)에 의해 4가지 입력 데이터를 순서대로 선택해서 출력시킨다.

이렇게 첫 번째 부프레임이 구성되며, 다음 부프레임에서는 (B)와같은 부프레임 인에이블 신호에 의해 1바이트(E8H)데이터 값이 부프레임 헤더 발생기 및 부프레임 데이터 출력부(3)에 입력되고, (F)와같은 LCC 인에이블 신호에 의해 LCC 데이터 출력부(4)로부터LCC 데이터 값 1바이트가 입력되며, (G)와같은 OWC 인에이블 신호에 의해 OWC데이터 출력부(5)로부터 OWC데이터값 1바이트가 입력되고, (H)와같은 예비 인에이블신호에 의해 예비데이터 출력부(6)로부터 예비 헤더 데이터 2바이트가 입력되며, (D)와같은 셀 인에이블 신호에 의해 셀데이터 출력부(2)로부터 셀 데이터가 입력된다.

따라서, 제2멀티플렉서(8)에 입력되는 셀렉터(S3-S5)로부터 상기 다수의 출력부(2-6)의 입력 데이터를 선택하여 출력시킨다.

이와같은 과정을 7번 반복하여 최종적으로 한 프레임 형태가 구성되며 전체 데이터는 제3멀티플렉서(9)를 통해 출력시킨다.

도 3은 본 발명의 프레임 구성을 나타낸 것으로, 먼저 도면에서 F는 프레이밍 헤더(FH)를 나타내고, S는 부프레이밍 헤더(SFH)를 나타내며, L은 링크제어채널(LCC)를 나타내고, O는 타합선 채널(OWC)를 나타내고, R은 예비를 나타낸다.

2바이트로 구성되는 프레이밍 헤더(F)와 8개 바이트로 이루어진 부프레임 헤더(S), 45개의 셀로 이루어진 프레임 구성은 높은 잡음 환경하에서 셀 경계 식별 능력을 향상시키기 위해 몇 개 셀 헤더 에러 검출 방법(즉, HEC)을 사용하며 규칙적인 프레밍 비트 패턴들을 제공해 수신 8비트 병렬 데이터로부터 프레임 기능을 수행한다.

전체 프레임의 크기는 2430바이트이고, 9개의 각 부프레임의 크기는 270바이트를 가지게 된다.

프레임의 헤더는 2바이트로 할당되며, 부프레임 헤더는 8바이트로, 링크 제어 채널용으로 8개 바이트, 타합선 채널용으로 9개 바이트, 그리고 예비 헤더(CRC :Cyclic Redundancy Check)체크용이나 타 OAM용)로 18개 바이트로 할당된다.

한 프레임 전체를 19.44Mbps 속도로 전송하는데 소요되는 시간은 1ms이고,한 부프레임을 전송하는데 걸리는 시간은 1/9ms이다.

링크 제어 채널은 링크 양단간 상태 정보교환용 채널로 사용하며 OAM을 위한 데이터 통신 채널로 외부 직렬 인터페이스를 통하여 데이터를 송수신하는데, 각각의 데이터를 인에이블할 수 있는 타이밍 신호를 생성하여 직렬로 외부에 출력한다. 이 채널의 속도는 64kbps(=19.44Mbps×(9/2430))이다.

타합선 채널은 음성 통신용으로 사용하기 위한 것으로, 인에이블 할 수 있는 타이밍 신호를 생성하여 각각의 데이터를 직렬로 외부에 출력한다. 이 채널의 속도는 72kbps(+19.44Mbps×(9/2430))이다.

프레임 헤더 패턴(F628H)과 부프레임 헤더 패턴(E8H)가 주기적으로 도착되었다는 것은 그 시스템이 동기되었음을 확인하는 것으로 사용된다.

동기 상실 상태에서 간단한 헤더 패턴들의 규칙적인 상태로 동기를 쉽게 찾을 수 있어 재동기화할 수 있다.

라인 인터페이스를 통해 외부로부터 수신되는 데이터를 디프레밍시키게 되는데 이 중에 검출하는 경보 신호로는 OOF(Out Of Frame)와 FS(Frame Sync)가 있다.

도 4는 프레임 동기 상태 천이도를 나타낸 것으로, OOF경보신호는 3번 연속 프레임 헤더 또는 부프레임 헤더 동기 패턴에 에러가 발생되고 셀 경계 식별 블록에서 6개의 셀 헤더 에러가 발생된 경우 출력된다.

그리고, 프레임 동기 상태로 돌아가기 위해서는 Y개 부프레임내에서 에러가 없는 X개의 프레임 또는 부프레임 헤더를 찾았을 OOF에서 FS로 출력되는 것을 보여주고 있다.

이상에서 설명한 바와같은 본 발명은 기존 SDH 기본의 프레임 구조의 회로 구성보다 간단해 게이트수가 적어지므로 전력소비를 감소시킬 수 있으며, 여러개의 부프레임 헤더들을 부프레임마다 앞에 놓아 재동기화가 용이할 뿐만아니라 신속한재동기화로 인해 데이터의 손실을 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 프레임 동기 인에이블신호를 입력받아 프레임 헤더를 발생함과 함께 프레임 데이터를 출력하는 프레임 헤더 발생기 및 프레임 데이터 출력부와,

   셀 인에이블신호의 입력에 따라 셀 데이터를 출력하는 셀 데이터 출력부와, 부프레임 동기 인에이블신호를 입력받아 부프레임 헤더를 발생함과 함께 부프레임 데이터를 출력하는 부프레임 헤더 발생기 및 부프레임 데이터 출력부와, LCC인에이블신호의 입력에 따라 LCC데이터를 출력하는 LCC데이터 출력부와, OWC인에이블신호의 입력에 따라 OWC데이터를 출력하는 OWC데이터 출력부와, 예비 인에이블신호의 입력에 따라 예비데이터를 출력하는 예비데이터 출력부와,

   다수 셀렉터의 입력에 따라 상기 프레임 헤더 발생기 및 프레임 데이터 출력부,셀데이터 출력부,OWC 데이터 출력부,예비데이터 출력부의 출력을 순서대로 선택하여 출력시키는 제1멀티플렉서와,

   다수 셀렉터의 입력에 따라 상기 셀 데이터 출력부,부프레임 헤더 발생기 및 부프레임 데이터 출력부, LCC 데이터 출력부,OWC 데이터 출력부,예비데이터 출력부의 출력데이터를 순서대로 선택하여 출력시키는 제2멀티플렉서와,

   상기 제1,제2멀티플렉서의 출력을 멀티플렉싱하여 프레임 데이터를 출력하는 제3멀티플렉서와,

   상기 각부에 제어신호를 발생하는 제어신호 발생기를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 비동기식 전송모드(ATM)교환기의 프레임데이터 출력장치.
2. 제 1항에 있어서,상기 제어신호 발생기가,입력되는 구형파에 의해 각부로 제어신호를 출력함을 특징으로 하는 비동기식 전송모드(ATM)교환기의 프레임데이터 출력장치.

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