KR100337641B1 - ATM Mux/Demux module between MSC and BSC in IMT-2000 network - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차세대 이동통신망인 IMT-2000 망의 교환국과 제어국 간의 ATM 다중화/역 다중화 수단 및 그 방법에 관한 것으로 특히, ATM 교환기와 155Mbps ATM 정합규격에 의하여 연결되며 여러 개의 ATM 정합 모듈을 수용하는 교환국과 제어국 간의 ATM 다중화/역 다중화 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to an ATM multiplexing / demultiplexing means and a method between an exchange station and a control station of an IMT-2000 network, which is a next-generation mobile communication network. The present invention relates to an ATM multiplexing / demultiplexing module between an exchange and a control station.
본 발명의 ATM 다중화/역 다중화 모듈은 교환국에서 제어국까지 송수신되는 ATM 셀의 물리계층 인터페이스 기능, 셀 버스를 통해서 수신되는ATM 셀과 프로세서가 보낸 AAL5의 시그날링 셀을 다중화하여 물리계층을 통해 교환국으로 전송하는 다중화 기능과 역으로 교환국으로부터 수신된 ATM 셀의 VPI/VCI를 래치 한 후 CAM(Content Addressable Memory)의 VPI/VCI 열과 비교하여 프로세서 또는 셀 버스쪽으로 전송하는 역 다중화 기능을 갖는 회로를 구성하고, ATM 셀 버스를 통해서 제어하는 각 기지국을 수용하는 정합모듈을 효율적으로 구성함으로써 망 전체적으로 시스템 구성의 효율성을 높이는 ATM 다중화/역 다중화 수단 및 그 방법을 제공하고자 한다.The ATM multiplexing / demultiplexing module of the present invention multiplexes a physical layer interface function of an ATM cell transmitted and received from a switching center to a control station, an ATM cell received through a cell bus, and a signaling cell of AAL5 sent from a processor, thereby switching the switching center through the physical layer. Conversely, the circuit has multiplexing function to transmit to the processor or cell bus by latching the VPI / VCI of ATM cell received from the exchange and then comparing it to the VPI / VCI column of CAM (Content Addressable Memory). In addition, the present invention provides an ATM multiplexing / demultiplexing means and a method for efficiently constructing a matching module for accommodating each base station controlled through an ATM cell bus, thereby improving the overall system configuration.
Description
본 발명은 차세대 이동통신망인 IMT-2000 망의 교환국과 제어국 간의 ATM 다중화/역 다중화 수단 및 그 방법에 관한 것으로 특히, ATM 교환기와 155Mbps ATM 정합규격에 의하여 연결되며 여러 개의 ATM 정합 모듈을 수용하는 교환국과 제어국 간의 ATM 다중화/역 다중화 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to an ATM multiplexing / demultiplexing means and a method between an exchange station and a control station of an IMT-2000 network, which is a next-generation mobile communication network. In particular, the present invention is connected by an ATM switch and a 155Mbps ATM matching standard and accommodates multiple ATM matching modules. The present invention relates to an ATM multiplexing / demultiplexing module between an exchange and a control station.
현재 고속 망의 발전에 따라 이동통신망에서 요구되고 있는 멀티미디어 서비스를 제공하기 위해 IMT-2000 망이 개발되고 있다. IMT-2000망은 크게 교환국(MSC: Mobile Switching Center), 제어국(BSC: Base Station Controller) 그리고 기지국(BTS: Base station Transceiver System)으로 구성된다.With the development of high speed networks, IMT-2000 networks are being developed to provide multimedia services required in mobile communication networks. The IMT-2000 network is mainly composed of a mobile switching center (MSC), a base station controller (BSC) and a base station transceiver system (BTS).
차세대 이동통신인 IMT-2000에서 여러개의 기지국을 수용하는데 있어서 망 전체시스템 구성의 효율성을 높이는 것은 필수적이다.In the next generation mobile communication, IMT-2000, it is essential to increase the efficiency of the entire network configuration for accommodating multiple base stations.
따라서, 본 발명은 차세대 이동통신망인 IMT-2000망에 있어서, 여러 개의 기지국을 수용하는데 있어서 ATM 정합 모듈을 효율적으로 구성함으로써 망 전체적으로 시스템 구성의 효율성을 높이는 ATM 다중화/역 다중화 수단 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention provides an ATM multiplexing / demultiplexing means and method for efficiently constructing an entire system by efficiently configuring an ATM matching module in an IMT-2000 network, which is a next-generation mobile communication network. Its purpose is to.
상기한 목적을 달성하기 위한 차세대 이동통신(IMT-2000)망의 교환국과 제어국 간의 ATM 다중화/역 다중화 수단은 기지국과 제어국 간에 음성 및 데이터의 트래픽 정보와 제어 정보들을 전달 기능을 수행하는 액세스 네트워크 서브시스템과, 상기 액세스 네트워크 서브시스템을 통해서 수신되는 신호를 PCM 형태로 변환시키거나, 또는 데이터 트래픽의 경우 HDLC형태로 변환하여 전송하는 기능을 수행하는 다수개의 셀렉터 및 트랜스코더 서브시스템과, 상기 액세스 네트워크 서브시스템과 접속되어 무선 자원 할당과 무선 베어러의 설정, 유지, 수정, 해지에 관련된 전반적인 무선 자원 및 링크 관리와, 트래픽 자원 관리를 수행하는 콘트롤 및 시그날 서브시스템과, 상기 셀렉터 및 트랜스코더 서브시스템과 155Mbps 광학인터페이스로 연결된 ATM교환기를 수용하는 교환국을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.ATM multiplexing / demultiplexing means between the switching station and the control station in the next generation mobile communication (IMT-2000) network for achieving the above object is an access for performing the function of transferring the traffic information and control information of voice and data between the base station and the control station A plurality of selector and transcoder subsystems that perform a function of converting a signal received through the access network subsystem into PCM form, or converting and transmitting data traffic into HDLC form; A control and signal subsystem connected to an access network subsystem and performing overall radio resource and link management related to radio resource allocation and radio bearer setup, maintenance, modification and termination, and traffic resource management, and the selector and transcoder sub It accepts an ATM switch connected to the system and a 155 Mbps optical interface. Is characterized in that it comprises an exchange.
상기한 목적을 달성하기 위한 차세대 이동통신(IMT-2000)망의 교환국과 제어국 간의 ATM 다중화/역 다중화 방법은 다중화/역다중화 FPGA가 셀 버스를 통해서 수신되는 ATM 셀을 라운드 로빈 방식으로 FIFO에 저장한 후 프로세서가 보낸 AAL5의 시그날링 셀이 저장된 FIFO와의 패스를 다중화하여 물리계층을 통해 교환국으로 전송하거나 또는, 교환국으로부터 수신된 ATM 셀의 VPI/VCI를 래치한 후 CAM의 VPI/VCI 열과 비교하여 상기 프로세서 및 셀 버스쪽으로 스위칭 하는 역 다중화하는 것을 특징으로 한다.The ATM multiplexing / demultiplexing method between the switching center and the control station of the next generation mobile communication (IMT-2000) network achieves the above object. The multiplexing / demultiplexing FPGA transmits an ATM cell received through a cell bus to the FIFO in a round robin manner. After saving, the AAL5 signaling cell sent by the processor multiplexes the path with the stored FIFO and transmits it to the switching center through the physical layer, or latches the VPI / VCI of the ATM cell received from the switching center and compares it with the VPI / VCI column of the CAM. And demultiplexing switching toward the processor and the cell bus.
도 1은 본 발명에 따른 차세대 이동통신망(IMT-2000)의 구조를 나타내는 구성도.1 is a block diagram showing the structure of the next generation mobile communication network (IMT-2000) according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 ATM 다중화/역 다중화 모듈 구성도.2 is a block diagram of an ATM multiplexing / demultiplexing module according to the present invention;
도 3는 본 발명에 따른 ATM 다중화/역 다중화 모듈의 FPGA, CAM과 DPRAM 및 프로세서의 정합 구조도.3 is a schematic structural diagram of FPGA, CAM and DPRAM and a processor of the ATM multiplexing / demultiplexing module according to the present invention;
도 4는 본 발명에 따른 다중화/역 다중화 FPGA의 내부 회로 및 타이밍도.4 is an internal circuit and timing diagram of a multiplexed / demultiplexed FPGA in accordance with the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 ATM 다중화/역 다중화 모듈의 셀 버스 정합 타이밍도.5 is a cell bus matching timing diagram of an ATM multiplexing / demultiplexing module in accordance with the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명〉<Description of Signs of Main Parts of Drawings>
100 : 교환국 102 : 제어국100: exchange station 102: control station
103 : 기지국 104 : ATM다중화/역다중화모듈103: base station 104: ATM multiplexing / demultiplexing module
105 : ATM정합장치 106 : 보코더 및 셀렉터105: ATM matching device 106: Vocoder and selector
107 : STS 108 : ANS107: STS 108: ANS
110 : CCS 201 및 301 : 프로세서110: CCS 201 and 301: Processor
202 및 303 : CAM 203 및 304 : DPRAM202 and 303: CAM 203 and 304: DPRAM
204 및 302 : 다중화/역다중화FPGA 205 : 물리계층정합204 and 302: Multiplexing / Demultiplexing FPGA 205: Physical Layer Matching
206 : 광정합모듈206: optical matching module
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 차세대 이동통신망(IMT-2000)은 교환국으로는 ATM 교환기를 사용하였으며, 제어국은 교환국과 155Mbps 광학 인터페이스로 연결되며, 기지국을 제어하는 기능을 수행한다. ATM 정합 모듈은 ATM 다중화/역 다중화 모듈과 연결된다.The next generation mobile communication network (IMT-2000) according to the present invention uses an ATM switch as a switching station, and the control station is connected to the switching station via a 155Mbps optical interface and performs a function of controlling a base station. The ATM matching module is connected to the ATM multiplexing / demultiplexing module.
도 1은 본 발명에 따른 차세대 이동통신망(IMT-2000)의 구조를 나타내는 구성도이다.1 is a block diagram showing the structure of a next generation mobile communication network (IMT-2000) according to the present invention.
도 1을 참조하면, IMT-2000망은 크게 교환국(100), 제어국(102) 그리고 기지국(103)으로 구성된다. 교환국(100)은 ATM 교환기(101)가 사용되며, 제어국(102)은 교환국(100)과 155Mbps 광학 인터페이스로 연결된다. 제어국(102)은 액세스 네트워크 서브시스템(Access Network Sub-system;108,이하 ANS라 함), 셀렉터 및 트랜스코더 서브시스템(Selector and Transcoder Subsystem ;107,이하 STS라 함) 그리고 콘트롤 및 시그날 서브시스템(Call and Signal Subsystem;110, 이하 CSS라함)로 구성된다.Referring to FIG. 1, the IMT-2000 network is largely composed of an exchange station 100, a control station 102, and a base station 103. Switching station 100 is used an ATM switch 101, the control station 102 is connected to the switching station 100 by a 155Mbps optical interface. The control station 102 includes an access network subsystem 108 (hereinafter referred to as an ANS), a selector and a transcoder subsystem (hereinafter referred to as an STS), and a control and signal subsystem. (Call and Signal Subsystem; 110, hereinafter referred to as CSS).
ANS(108)는 기지국(103)과 제어국(102) 내부의 각 서브 시스템을 접속시켜 각 서브 시스템간에 트래픽 및 제어 데이터의 통신로를 제공하며, 각 서브 시스템에서 발생되는 ATM 셀을 라우팅 시키는 기능을 수행한다. 즉, ANS(108)는기지국(103)과 제어국(102) 간에 음성 및 데이터의 트래픽 정보와 제어 정보들을 전달하는 기능을 수행한다.The ANS 108 connects each sub-system within the base station 103 and the control station 102 to provide a communication path for traffic and control data between each sub-system, and to route ATM cells generated in each sub-system. Do this. That is, the ANS 108 performs a function of transferring traffic information and control information of voice and data between the base station 103 and the control station 102.
다수의 STS(107)는 셀렉터 인터페이스 블럭(Selector Interface Block;111, 이하 SIB라 함), 셀렉터 및 트렌스코더 블럭(Selector and Transcoder Block;109, 이하 STB라 함), ATM 정합 모듈(105) 및 다수의 ATM 다중화/역 다중화(Mux/Demux)모듈(104)로 구성된다.The plurality of STSs 107 include a selector interface block 111 (hereinafter referred to as SIB), a selector and transcoder block (109, hereinafter referred to as STB), an ATM matching module 105 and a plurality of ATM multiplexing / demultiplexing (Mux / Demux) module 104 is configured.
STS(107)는 기지국(103)을 경유해서 이동 단말기로부터 입력되는 음성 트래픽 데이터를 ANS(108)를 통해서 수신하여 PCM 형태로 변환시키며, 데이터 트래픽의 경우 HDLC형태로 변환하여 ATM 정합장치(105) 및 ATM다중화/역다중화모듈(104)로 전송하는 기능을 수행한다. STS(107)는 ATM의 물리 및 ATM 계층, AAL 계층의 기능을 수행하는 SIB(Selector Interface Block;111), Selection Transcoding 기능을 수행하는 다수의 STB(Selector Transcode Block;109), Core Network로 ATM Cell을 전송해주는 ATM 정합장치(105) 및 ATM다중화/역다중화모듈(104)로 구성된다.The STS 107 receives the voice traffic data input from the mobile terminal via the base station 103 through the ANS 108 and converts the voice traffic data into the PCM form, and converts the data traffic into the HDLC form and the ATM matching device 105. And transmits to the ATM multiplexing / demultiplexing module 104. The STS 107 is an SIB (Selector Interface Block) 111 that performs the functions of the physical and ATM layers of the ATM, an AAL layer, a plurality of Selector Transcode Blocks (109) that performs the selection transcoding function, and an ATM Cell. ATM matching device 105 and ATM multiplexing / demultiplexing module 104 for transmitting a.
SIB(111)는 기지국(103)과 트래픽 및 신호 데이터의 송수신과 제어국(102) 내부의 제어신호의 전달 기능을 수행하며, ATM 링크의 종단점으로서 기지국(103)으로부터 AAL-2 형태로 입력되는 음성 트래픽 ATM 셀과 AAL-5 형태의 제어신호 및 데이터 ATM 셀을 수신해서 STB(109)로 전달하고, 또 이의 역 과정을 수행한다.The SIB 111 performs a function of transmitting and receiving traffic and signal data with the base station 103 and transmitting control signals inside the control station 102, and is input from the base station 103 in the form of AAL-2 as an end point of the ATM link. A voice traffic ATM cell and an AAL-5 type control signal and data ATM cell are received and transmitted to the STB 109, and the reverse process thereof is performed.
다수의 STB(109)는 CDMA 무선접속 규격의 계층 3중 Mobility management와 관련된 처리를 수행하는 기능과 기지국(103)으로부터 수신한 트래픽을 PCM 형태로 변환 후 이를 ATM 정합장치(105) 및 ATM다중화/역다중화모듈(104)로 전송하고, ATM정합장치(105) 및 ATM다중화/역다중화모듈(104)로부터 수신되는 PCM 형태의 음성 데이터를 음성 부호화 하는 기능, 소프트 핸드오프 제어 및 Outer-loop 전력 제어 등의 기능을 수행한다.The plurality of STBs 109 performs a function related to layer triple mobility management of the CDMA wireless access standard and converts the traffic received from the base station 103 into a PCM form, and then converts the traffic to the ATM matching device 105 and the ATM multiplexing / Transmitting to the demultiplexing module 104 and voice coding PCM type voice data received from the ATM matching device 105 and the ATM multiplexing / demultiplexing module 104, soft handoff control and outer-loop power control. And so on.
CSS(Control Signaling Subsystem;110)는 이동가입자의 호 처리 기능에서 기지국 처리 기능을 수행하는 서브 시스템으로, 무선 자원 할당과 무선 베어러의 설정, 유지, 수정, 해지에 관련된 전반적인 무선 자원 및 링크 관리와 STB(109)내의 셀렉터 및 트랜스코더의 할당 및 기지국 링크 설정과 같은 트래픽 자원 관리 등을 수행한다.Control Signaling Subsystem (CSS) 110 is a subsystem that performs base station processing in the mobile subscriber's call processing function. The overall radio resource and link management and STB related to radio resource allocation and radio bearer setup, maintenance, modification, and termination Traffic resource management such as allocation of selector and transcoder in base station and base station link establishment, and the like.
ATM 다중화/역 다중화 모듈(104)은 4개의 ATM 정합 모듈(105)을 제어하도록 설계하였다. ATM 정합모듈(105)은 교환국(100)으로부터 내려오는 ATM 셀 형태의 AAL1 트래픽 데이터와 AAL5 시그날링 트래픽 데이터를 ATM 다중화/역 다중화 모듈(104)을 통해 받은 후, TDM 신호 형태로 변환하여 보코더 및 셀렉터(Vocoder/Selector;106)로 송신하고, 역으로 기지국에서 올라오는 TDM 데이터를 ATM 셀로 만들어 ATM 다중화/역 다중화 모듈(104)을 통해 교환국(100)으로 전송하는 기능을 수행한다.ATM multiplexing / demultiplexing module 104 is designed to control four ATM matching modules 105. The ATM matching module 105 receives the AAL1 traffic data and the AAL5 signaling traffic data in the form of an ATM cell from the switching center 100 through the ATM multiplexing / demultiplexing module 104, and then converts the AAL1 traffic data into a TDM signal to form a vocoder and It transmits to a selector (Vocoder / Selector) 106 and, conversely, converts TDM data coming from the base station into an ATM cell and transmits the same to the switching center 100 through the ATM multiplexing / demultiplexing module 104.
ATM 다중화/역 다중화 모듈(104)는 IMT2000망의 제어국(102)에 있어서 ATM을 기반으로 하는 교환 및 전송방식을 지원하며, 교환국(100)과 제어국(102) 간의 ATM 셀을 다중화 및 역 다중화하는 기능을 수행한다.The ATM multiplexing / demultiplexing module 104 supports the ATM-based exchange and transmission scheme in the control station 102 of the IMT2000 network, and multiplexes and demultiplexes the ATM cells between the switching center 100 and the control station 102. Perform the function of multiplexing.
기지국(103)은 단말기와의 무선 규격에 따른 정합에 관한 종단 기능을 수행하며, 제어국(102)과 연결된다.The base station 103 performs a termination function for matching with the terminal according to a wireless standard, and is connected to the control station 102.
도 2는 도 1에 도시된 ATM 다중화/역 다중화 모듈(104)의 구성도이다.2 is a block diagram of the ATM multiplexing / demultiplexing module 104 shown in FIG.
도 2를 참조하면, ATM 다중화/역 다중화 모듈(104)은 AAL5 SAR 기능을 위한 프로세서(201), CAM(Content Addressable Memory;202), DPRAM(203), 다중화/역다중화(Mux/Demux) FPGA(204), 물리계층 정합 칩(205), 광정합모듈(206) 및 ATM 셀을 저장하는 FIFO(207~209)로 구성된다.Referring to FIG. 2, the ATM multiplexing / demultiplexing module 104 includes a processor 201, a content addressable memory (CAM) 202, a DPRAM 203, a mux / demux FPGA for the AAL5 SAR function. 204, a physical layer matching chip 205, an optical matching module 206, and FIFOs 207 to 209 for storing ATM cells.
프로세서(201)는 도 1의 ATM 교환기(101)와 시그날링을 위한 AAL5 SAR 기능과 보드 전체의 제어 기능을 동시에 처리하기 위해 모토롤러의 MPC860SAR 프로세서(201)를 사용하였다. MPC860SAR 프로세서(201)는 특정 포트를 UTOPIA 버스로 할당하여 AAL type5의 ATM 셀을 분해 및 조립(SAR: Segmentation and Reassembly)하여 전송 할 수 있기 때문에 AAL5 SAR 기능을 위한 별도의 프로세서를 두지 않아도 되는 장점이 있다.The processor 201 used Motorola's MPC860SAR processor 201 to simultaneously process the AAL5 SAR function for signaling and the overall board control function with the ATM switch 101 of FIG. 1. Since the MPC860SAR processor 201 can assign a specific port to the UTOPIA bus to disassemble and transmit AAL type 5 ATM cells, the MPC860SAR processor 201 does not need to have a separate processor for the AAL5 SAR function. have.
프로세서(201)는 ATM 다중화/역 다중화 모듈(104)이 ATM 교환기(101) 쪽으로 신호 처리를 위해 보내야 할 패킷 데이터가 있을 경우 셀을 53바이트 단위의 셀로 조립(Segmentation) 한 후 UTOPIA 버스를 통해서 셀 FIFO(207)와 FPGA(204) 및 물리계층(205~206)을 거쳐 ATM 교환기(101) 쪽으로 전송한다. 반대로 ATM 교환기(101)에서 시그날링 셀을 수신할 경우에는 CAM(202)과 FPGA(204)에 의하여 판별된 시그날링 셀은 UTOPIA 버스를 통해 프로세서(201)에 전송하고, 프로세서(201)에서 셀을 분해(Reassembly)한다.The processor 201 assembles the cells into 53-byte cells after the ATM multiplexing / demultiplexing module 104 has packet data to be sent to the ATM exchanger 101 for signal processing. The FIFO 207, the FPGA 204, and the physical layers 205 to 206 are transmitted to the ATM switch 101. In contrast, when the ATM switch 101 receives the signaling cell, the signaling cells determined by the CAM 202 and the FPGA 204 are transmitted to the processor 201 through the UTOPIA bus, and the cell at the processor 201. Reassembly
또한, 기본 관리 기능을 수행하기 위한 정합을 위하여 1개의 UART 채널을 통하여 EIA-232C 방식으로 연결되어 비동기 통신을 제공하도록 구성한다.In addition, it is configured to provide asynchronous communication through EIA-232C method through one UART channel for matching to perform basic management function.
도 1의 교환국(100)에서 수신한 셀을 ATM 정합 모듈(105)로 전송 할 때, 3바이트의 ATM 셀 라우팅 태그의 추가 및 VCI/VPI 변환을 위해 CAM(202)과 DPRAM(203)을 사용한다.When transmitting the cell received by the switching center 100 of FIG. 1 to the ATM matching module 105, the CAM 202 and the DPRAM 203 are used for the addition of 3 bytes of ATM cell routing tags and VCI / VPI conversion. do.
ATM 다중화/역 다중화 모듈(104)에 있어서 FPGA(204)는 우선 셀 버스를 통해서 수신되는 ATM 셀을 라운드 로빈 방식으로 FIFO(207)에 저장하고, 프로세서(201)가 보낸 AAL5의 시그날링 셀이 저장된 FIFO(207)와의 패스를 다중화하여 물리계층(205~206)을 통해 교환국(100)으로 전송한다. 역으로 교환국(100)으로부터 수신된 ATM 셀의 VPI/VCI를 래치 한 후 CAM(202)의 VPI/VCI 열과 비교하여 프로세서(201) 쪽으로 스위칭 하거나, 또는 셀 버스쪽으로 스위칭 하는 역 다중화 기능을 수행한다.In the ATM multiplexing / demultiplexing module 104, the FPGA 204 first stores the ATM cells received via the cell bus in the FIFO 207 in a round robin manner, and the signaling cells of AAL5 sent by the processor 201 Multiplexed paths with the stored FIFO 207 are transmitted to the switching center 100 through the physical layer (205 ~ 206). Conversely, after latching the VPI / VCI of the ATM cell received from the switching center 100, it performs a demultiplexing function to switch to the processor 201 or to the cell bus in comparison with the VPI / VCI sequence of the CAM 202. .
역 다중화 시 프로세서(201)의 UTOPIA 버스로 가는 셀은 그대로 보내고, 셀 버스로 가는 셀은 라우팅 태그를 추가하고, VPI/VCI를 변환하여 송신한다. ATM의 물리계층(205)정합을 위해 물리계층 정합 칩을 사용하고, CPU 인터페이스는 프로세서(201)와 8비트 데이터로 정합시킨다.When demultiplexing, the cell going to the UTOPIA bus of the processor 201 is sent as it is, and the cell going to the cell bus adds a routing tag and converts and transmits the VPI / VCI. The physical layer matching chip is used to match the physical layer 205 of the ATM, and the CPU interface matches the processor 201 with 8-bit data.
155Mbps 직렬 ATM 송수신 채널은 광정합모듈(206)을 통해서 ATM 교환기(101)의 UNI 포트와 정합 할 수 있도록 하고, 8비트의 ATM 송신 데이터와 수신 데이터는 물리계층의 FIFO(207)를 통해서 UTOPIA 버스와 정합한다.The 155 Mbps serial ATM transmit / receive channel allows matching with the UNI port of the ATM switch 101 via the optical matching module 206. The 8-bit ATM transmit and receive data is transmitted through the UTOPIA bus through the FIFO 207 of the physical layer. Match with.
도 3은 도 2에 도시된 ATM 다중화/역 다중화 모듈(104)의 FPGA(302), CAM(303), DPRAM(304) 및 프로세서(301)의 정합 구조도이다.FIG. 3 is a matching structural diagram of the FPGA 302, the CAM 303, the DPRAM 304, and the processor 301 of the ATM multiplexing / demultiplexing module 104 shown in FIG. 2.
도 3을 참조하면, ATM 다중화/역 다중화 모듈(104)은 교환국(100)에서 수신한 셀을ATM 정합 모듈(105)로 전송 할 때 3바이트의 ATM 셀 라우팅 태그의 추가 및 VCI/VPI 변환을 하기 위해 CAM(303)과 DPRAM(304)을 사용한다.Referring to FIG. 3, the ATM multiplexing / demultiplexing module 104 adds three bytes of ATM cell routing tag and VCI / VPI conversion when transmitting the cell received at the switching center 100 to the ATM matching module 105. CAM 303 and DPRAM 304 are used for this purpose.
CAM(303)은 32 비트의 데이터 스트림을 비교하여 그 데이터 스트림이 저장된 content address를 FPGA(304)에 알려준다.The CAM 303 compares the 32 bit data stream and informs the FPGA 304 of the content address where the data stream is stored.
CAM(303)과 DPRAM의 동작을 살펴보면, 우선 교환국(100)에서 수신되는 53바이트의 표준 ATM 셀에서 4바이트의 셀 헤드 부분을 래치하여 CAM(303)의 데이터 포트를 통하여 비교하고, 그 비교 결과가 매치 되면 해당 커넥션의 DPRAM 어드레스를 FPGA(302)로 넘겨 준다. DPRAM(304) 어드레스를 넘겨 받은 FPGA(302)는 DPRAM을 액세스하여 원하는 3 바이트의 셀 버스 라우팅 태그를 추가하고, 변환시키고자 하는 4 바이트의 VPI/VCI와 48 바이트의 페이로드를 56바이트 1셀로 만들어서 셀 버스로 전송한다.Referring to the operation of the CAM 303 and the DPRAM, first, a 4-byte cell head portion is latched in a 53-byte standard ATM cell received from the switching center 100 and compared through the data port of the CAM 303, and the comparison result is obtained. Is matched, the DPRAM address of the connection is passed to the FPGA (302). Passing the DPRAM 304 address, the FPGA 302 accesses the DPRAM, adds the desired 3-byte cell bus routing tag, and converts the 4-byte VPI / VCI and 48-byte payload to 56-byte 1 cell to be converted. Make it and send it to the cell bus.
CAM(303)의 주요 신호인 /mv는 비교 사이클이 끝난 후 CAM(303) 어레이나 VP 테이블에 유효한 매치(/mv=0)가 있음을 나타내고, 매치되는 액티브 어드레스 aa[11..0]을 출력한다. CAM(303)은 제어 방법에 따라 소프트웨어 제어 모드와 하드웨어 제어 모드가 있다. 모드의 선택은 CAM(303)의 제어 레지스터 FR26-27(하드웨어 제어 모드=00, 소프트웨어 제어 모드=11)에 의하여 결정된다.The major signal of CAM 303, / mv, indicates that there is a valid match (/ mv = 0) in the CAM 303 array or VP table after the comparison cycle is over, and the matching active address aa [11..0] Output The CAM 303 has a software control mode and a hardware control mode according to the control method. The selection of the mode is determined by the control register FR26-27 (hardware control mode = 00, software control mode = 11) of the CAM 303.
본 발명에서는 실시간성이 요구되기 때문에 하드웨어 제어 모드를 사용한다.In the present invention, the hardware control mode is used because real time is required.
CAM(303)내부의 content 메모리에는 상위 블록에서 커넥션을 할당받은 VPI/VCI를 설정하고, 또한 DPRAM(304)도 해당 커넥션의 번지에 새롭게 변경 될 헤드를 저장한다.In the content memory inside the CAM 303, a VPI / VCI assigned with a connection from an upper block is set, and the DPRAM 304 also stores a head to be newly changed at the address of the connection.
한편, ATM 다중화/역 다중화 모듈(104)에 있어서 교환국(100)으로 송신 할 경우, FPGA(302)는 우선 셀 버스를 통해서 수신되는ATM 셀을 라운드 로빈 방식으로 FIFO에 저장하고, 프로세서(301)가 보낸 AAL5의 시그날링 셀이 저장된 FIFO와의 패스를 다중화하여 물리계층을 통해 교환국(100)으로 전송한다. 역으로 교환국(100)으로부터 수신된 ATM 셀의 VPI/VCI를 래치(latch) 후 CAM(303)의 VPI/VCI 열과 비교하여 프로세서(301)쪽으로 스위칭 하거나, 또는 셀 버스쪽으로 스위칭 하는 역 다중화 기능을 수행하도록 한다.On the other hand, when transmitting to the switching center 100 in the ATM multiplexing / demultiplexing module 104, the FPGA 302 first stores the ATM cells received through the cell bus in the FIFO in a round robin manner, and the processor 301 AAL5's signaling cell sends multiplexed paths to the stored FIFO and transmits them to the switching center 100 through the physical layer. Conversely, after latching the VPI / VCI of the ATM cell received from the exchange 100 and comparing it to the VPI / VCI column of the CAM 303, the demultiplexing function switches to the processor 301 or to the cell bus. Do it.
역 다중화 시 프로세서(301)의 UTOPIA 버스로 가는 셀은 그대로 보내고, 셀 버스로 가는 셀은 라우팅 태그를 추가하고, VPI/VCI를 변환하여 송신한다.When demultiplexing, the cell going to the UTOPIA bus of the processor 301 is sent as it is, and the cell going to the cell bus adds a routing tag and converts and transmits the VPI / VCI.
도 4는 도2에 도시된 다중화/역 다중화 FPGA(204) 내부 회로 및 타이밍도이다.4 is a circuit and timing diagram of the multiplexed / demultiplexed FPGA 204 shown in FIG.
도 4를 참조하면, 교환국(100)으로부터 수신되는 ATM 셀을 FPGA에서 14번 천이 시키고, 천이 하는 동안 CAM(402)에서 VPI/VCI를 비교하여, 일치 할 경우 /cam_mv 신호를 주어 DPRAM(403)으로부터 해당 3바이트의 라우팅 태그와 변경될 4바이트의 셀 헤더(VPI/VCI)를 가져와 (405)를 제어하여 특정 클럭 기간 동안(13~19) DPRAM(403)에 있는 라우팅 태그와 변경된 헤더를 내보내고, 다음 클럭으로부터 원래 셀의 페이로드를 내보낸다.Referring to FIG. 4, the ATM cell received from the switching center 100 is shifted 14 times in the FPGA, and the VPI / VCI is compared by the CAM 402 during the transition, and when matched, a / cam_mv signal is given to the DPRAM 403. Get the corresponding 3 bytes of routing tag and 4 bytes of cell header (VPI / VCI) to be controlled, and control 405 to export the routing tag and changed header in DPRAM 403 for a specific clock period (13 ~ 19) The payload of the original cell is then exported from the next clock.
변경된 헤더를 통해서 ATM 다중화/역 다중화 모듈(104)의 셀 버스로부터 브로드 캐스팅 되는 ATM 셀을 4개의 ATM Adapter가 자신의 셀일 경우 수신하도록 구성함으로써 효율적인 망 구성을 할 수 있다.Efficient network configuration can be achieved by configuring four ATM adapters to receive ATM cells broadcast from the cell buses of the ATM multiplexing / demultiplexing module 104 through the changed headers.
한편, 교환국(100)에서 ATM 다중화/역 다중화 모듈(104)의 프로세서(301)로 시그날링 신호를 보내고자 할 때에는 VPI/VCI의 특정 비트를 세트함으로써 라우팅 태그나 VPI/VCI의 변환 없이 프로세서로 송신 할 수 있도록 하였다.On the other hand, when the switching center 100 wants to send a signaling signal to the processor 301 of the ATM multiplexing / demultiplexing module 104, it sets a specific bit of the VPI / VCI to the processor without converting a routing tag or VPI / VCI. To send.
도 5는 ATM 다중화/역 다중화 모듈(104)의 셀 버스 정합 타이밍 도이다. 도 5를 참조하면, 여기서 Statecnt값은 FPGA 내부에서 돌아가는 타이밍 카운트 값으로 이 카운트 값에 따라 셀을 수신 및 송신한다. 물리계층 정합 FIFO에서 수신되어 FPGA로 들어오는 ATM 셀(p_rxin[7:0])을 14번 동안 천이 시키고, 천이 하는 동안 CAM(402)과 DPRAM(403)을 이용하여 statecnt가 13~15까지는 라우팅 태그 3 바이트를, statecnt가 16~19까지는 변경된 VPI/VCI를 만들어 FPGA에서 한번 천이한 후 statecnt가 14~20동안 라우팅 태그와 변경된 VPI/VCI를 셀 버스로 송신하고, statecnt 21부터는 원래 셀의 페이로드를 송신한다.5 is a cell bus matching timing diagram of the ATM multiplexing / demultiplexing module 104. Referring to FIG. 5, the Statecnt value is a timing count value running inside the FPGA to receive and transmit a cell according to the count value. Transmit ATM cells (p_rxin [7: 0]) received at the physical layer-matched FIFO to the FPGA for 14 times, and the statecnt is routed to 13-15 using the CAM 402 and DPRAM 403 during the transition. After 3 bytes, the statecnt has changed VPI / VCI from 16 to 19, and once transitioned from the FPGA, statecnt sends the routing tag and changed VPI / VCI to the cell bus for 14 to 20, and from statecnt 21 the payload of the original cell. Send.
Cell 버스 블록은 다수개의 ATM 정합모듈(105)과 ATM 셀을 주고 받는 버스로서, ATM 다중화/역 다중화 모듈(104)에서 ATM 정합모듈(105)로 데이터를 보낼 때는 항상 브로드 캐스팅을 수행하고 ATM 정합 모듈(105)은 라우팅 헤드를 비교하여 수신하도록 한다.The cell bus block is a bus that sends and receives ATM cells to and from the ATM matching module 105. When the ATM multiplexing module 104 sends data to the ATM matching module 105, the cell bus block always performs broadcasting and ATM matching. Module 105 compares and receives the routing heads.
한편 ATM 정합모듈(105)에서 ATM 다중화/역 다중화 모듈(104)로 셀을 전송할 경우에는 라운드 로빈 방식으로 다수 개의 ATM 정합모듈(105)에서 수신 셀을 물리계층으로 전송 할 수 있도록 셀 버스를 설계하였다.On the other hand, when the cell is transmitted from the ATM matching module 105 to the ATM multiplexing / demultiplexing module 104, a cell bus is designed so that a plurality of ATM matching modules 105 can transmit the receiving cells to the physical layer in a round robin manner. It was.
상술한 바와같이 차세대 이동통신망인 IMT-2000 망의 제어국에 있어서, ATM 교환기와 155Mbps ATM 정합규격에 의하여 연결되고, 여러 개의 ATM 정합보드를 수용하는 교환국과 제어국간의 ATM 다중화/역 다중화 모듈에 관한 것으로, ATM 정합모듈은 ATM 셀 버스를 통해서 ATM 다중화/역 다중화 모듈과 연결되고, 여러 개의 기지국을 수용하는 ATM 정합모듈을 효율적으로 구성함으로써 망 전체적으로 시스템 구성의 효율성을 높일 수 있다.As described above, in a control station of an IMT-2000 network, which is a next-generation mobile communication network, an ATM multiplexing / demultiplexing module between an switching center and a control station connected to an ATM switch and a 155Mbps ATM matching standard and accommodating several ATM matching boards. The ATM matching module is connected to an ATM multiplexing / demultiplexing module through an ATM cell bus, and efficiently configures an ATM matching module for accommodating a plurality of base stations, thereby increasing system efficiency.
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