KR100643760B1 - 타임-슬롯 광 버스트 스위칭 시스템 및 스위칭방법 - Google Patents
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Abstract
타임-슬롯 광 버스트 스위칭 시스템 및 스위칭방법이 개시된다. 본 발명에 따르면, 항등 비트율(CBR) 및 가변 비트율(VBR)에 의한 데이터 전송을 지원할 수 있으며, 이를 위하여 에지노드(edge node)와 코어노드(core node)에서의 데이터 전송방법을 개선한다. 이에 의하여 항등 비트율 및 가변 비트율을 위한 데이터 서비스를 가능하게 하며, 나아가 항등 비트율에 의한 데이터 버스트를 전송할 경우에, 에지노드에서 전송할 데이터 버스트가 생성되기 이전에 버스트 제어 패킷을 전송함으로써 코어노드에서의 슬롯 할당을 위한 스케줄링에 의한 지연을 방지할 수 있다.
OBS, Optical Burst Switching, 광 버스트 스위칭, BCP, CBR, VBR
Description
도 1은 종래의 타임-슬롯 광 버스트 스위칭 네트워크를 도시한 블럭도,
도 2는 본 발명에 따른 타임-슬롯 광 버스트 스위칭 시스템를 도시한 블럭도,
도 3은 본 발명에 따른 항등 비트율에 의한 데이터 버스트의 전송을 설명하는데 제공되는 타이밍도,
도 4는 본 발명의 코어노드에서의 스케줄링 방법의 설명에 제공되는 흐름도, 그리고
도 5는 본 발명에 따른 가변 비트율에 의한 데이터 버스트의 전송을 설명하는데 제공되는 타이밍도이다.
본 발명은 광 버스트 스위칭(OBS: Optical Burst Switching) 네트워크에 있어서 항등 비트율(CBR: Constant Bit Rate) 및 가변 비트율(VBR : Variable Bit Rate)에 대한 데이터 전송 서비스를 원할하게 지원하도록 하는 타임-슬롯 광 버스 트 스위칭 시스템 및 스위칭방법에 관한 것이다.
광통신은 매우 넓은 주파수 영역에 걸쳐 통신이 가능하다는 점에서 다른 통신방법에 비해 우수하다. 거리당 손실 2dB/km을 기준으로 한다면 약 130THz 구간(100nm)의 대역폭을 가지게 된다. 현재까지의 광통신 기술은 이 넓은 전송 가능 구간 중 1.31㎛ 부근에서 단지 수백 MHz에서 수 GHz 폭의 단일 채널만 사용해 왔었다.
파장분할다중화 전송은 이 넓은 대역을 최대한 활용해 보자는 생각에서 출발한 전송 방법으로, 1310nm 영역과 1550nm 영역을 사용한다. 최근 1550nm 영역의 파장 부근에서 일정한 파장 간격으로 채널을 배치하여 각 채널에 신호를 실은 후, 여러 채널을 광학적으로 다중화하여 한 개의 광섬유를 통해 전송하게 된다. 수신 측에서는 각 채널을 파장별로 분해하여 각 채널을 별도로 활용한다.
라우터(router)는 입력측 링크와 출력측 링크 사이에 패킷(packet)을 전달함으로써 네트워크 구성 요소들을 연결시켜 주는 장치이다. 이러한 연결은 입력된 패킷에 포함된 주소에 따라 목적지까지의 최적 경로상에 있는 다음 노드로 보냄으로써 이루어진다.
광패킷 라우팅 방식으로는 데이터 패킷의 길이를 가변할 수 있고 제어패킷(control packet)을 이용해 사전 경로설정을 함으로써 광 버퍼(buffer) 없이도 패킷 라우팅이 가능한 광 버스트 스위칭(OBS: Optical Burst Switching)방법과 데이터 패킷에 헤더정보가 결합된 고정 길이의 광 패킷 단위로 라우팅하는 광 패킷 스위칭(OPS: Optical Packet Switching) 방법이 있다.
일반적으로 광 선로(optical fiber)는 광 신호를 전기 신호로 변환하는 광-전 (O-E)변환기와 전기 신호를 광 신호로 변환하는 전-광(E-O) 변환기가 부가적으로 필요하게 되며, 이로 인해 비용의 증가한다는 문제점이 발생하였다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 전달받은 광 신호를 전기 신호로 변환하지 않고 직접 처리할 수 있는 광버스트 스위치가 제안된 것이다.
일반적으로 광 버스트 스위칭 네트워크에서는 광도메인으로 들어오는 ATM(Asynchronous Transfer Mode)이나 IP(Internet Protocol) 패킷들이 에지 노드(Edge Node)에서 데이터 버스트(DB: Data Burst)로 모아지고, 이러한 데이터 버스트들은 그들의 목적지나 QoS (Quality of Service)에 따라 코어 노드(Core Node)를 거쳐 라우팅되어 목적지 노드로 보내지게 된다. 또한, 버스트 제어 패킷(BCP:Burst Control Packet)과 데이터 버스트를 다른 채널과 오프셋 시간으로 분리하여 전송된다. 즉, 버스트 제어패킷이 오프셋 시간만큼 데이터 버스트 보다 앞서 전송되어 데이터 버스트가 전달될 경로를 미리 예약함으로써 데이터 버스트는 버퍼링 없이 빠르게 광네트워크를 통하여 전송될 수 있다.
그러나, 광 버스트 스위칭에서의 패킷 사이즈는 가변하기 때문에, 광스위치에서의 회선경쟁 결과 데이터 버스트의 손실이 빈번하게 발생한다.
광 버스트 스위칭은 출력 채널상의 회선경쟁을 줄이기 위해 두 가지 메커니즘을 사용한다. 그것은 파장변환(wavelength conversion)과 광 버퍼(optical buffer)이다.
타임-슬롯 OBS(Time-Slotted OBS)는 단지 FDL(Fiber Delay Line) 버퍼를 사 용하여 낮은 버스트 손실 가능성을 얻을 수 있는 방법이다. 이것은 하나의 링크에 연결된 채널의 수에 독립적으로 버스트 손실 가능성을 낮게 한다.
타임-슬롯 OBS는 코어 노드에 도착하는 데이터 버스트의 사이즈와 동기를 맞추어 코어 노드에서의 데이터 버스트의 손실을 줄임으로써 광 스위칭 효율을 높인다.
이하 도 1을 이용하여 광 데이터를 전송하는 과정에 대해 알아보기로 한다.
도 1은 종래의 타임-슬롯 광 버스트 스위칭 네트워크를 도시한 블럭도이다. 이하 타임-슬롯 OBS 네트워크(100)에서 데이터 버스트를 전송하는 과정에 대해 알아보기로 한다.
노드A 및 B(101,103)는 에지 노드(Edge Node)로서 ATM이나 IP 패킷 등 이 입력되면 패킷들을 모아서 데이터 버스트를 만든다. 노드A 및 B(101,103)가 만드는 데이터 버스트는 정해진 길이를 가지며, 노드A 및 B(101,103)는 동일한 타임 슬롯을 사용하여 데이터 버스트를 전송한다. 에지 노드들(101,103,109,111)은 패킷들을 모아서 광 데이터 버스트 패킷을 만들어 전송하거나 광 데이터 버스트 패킷을 수신하여 각각의 패킷들로 분리하는 기능을 수행한다.
노드C,D(105,107)는 코어 노드들로서, 광 데이터 버스트를 광스위칭하는 역할을 한다. 노드A(101) 또는 노드B(103)는 적어도 하나의 슬롯의 데이터 버스트가 생성되면, 버스트 제어 패킷(BCP)을 생성하여 코어 노드인 노드C(105)로 전송하며, 오프셋 타임 후에 데이터 버스트를 각각 노드C(105)로 전송한다. 상기 버스트 제어 패킷은 상기 데이터 버스트의 목적지 주소, 생성지 주소, 데이터 버스트 크기, QoS, 오프셋 타임 등에 관한 정보를 포함하고 있다.
노드C(105)는 전달 받은 버스트 제어 패킷을 이용하여 이후 수신할 데이터 버스트의 목적지 주소를 확인하고 광 경로를 결정하여 광스위칭에 대한 시간을 스케줄링한다. 노드C(105)에서 버스트 제어 패킷은 광전/전광 변환이 이루어지지만 데이터 버스트는 광전 변환없이 광스위칭만으로 광경로를 따라가게 된다. 노드C(105)는 노드A(101)로부터 전송된 데이터 버스트의 목적지가 노드E(109)인지 노드F(111)인지에 따라서 데이터 버스트를 노드E(109) 혹은 노드D(107)로 광스위칭할 수 있다.
노드C(105)가 노드A(101)로부터 전송된 데이터 버스트를 노드E(109)혹은 노드F(111)로 전달하는 과정에 대해 알아보았다. 하지만, 노드C(105)는 노드A(101)로부터 생성된 데이터 버스트들의 목적지가 될 수 있거나, 노드E(109) 혹은 노드F(111)로 전달할 데이터 버스트를 직접 생성할 수도 있다. 즉, 코어 노드인 노드C(105)은 에지 노드의 기능을 갖추고 있을 수 있다.
이러한 종래의 타임-슬롯 OBS 네트워크(100)는 다른 광이나 전기적 네트워크(미도시)에 연결될 수 있다. 그러나 그러한 외부 네트워크(미도시)에서 제공하는 항등 비트율(CBR : Constant Bit Rate)과 가변 비트율(VBR : Variable Bit Rate)의 서비스에 대응하기에 다소의 어려움이 있다.
항등 비트율이라 함은, 고정된 전송율을 가지고 왜곡되지 않은 데이터 전달을 보장하기 위해 정밀한 클럭 처리 방식에 의존하는 연결 장치에서 사용하는 것이다. 요구된 서비스 대역과 딜레이(delay) 등의 특성이 서비스 수행기간 중 정해진 범위 내에서 유지되어야 하는 것 들이다. 따라서 전화망의 음성신호 등이 전형적인 항등 비트율에 의한 서비스가 제공된다.
가변 비트율은 리얼 타임(RT) 클래스와 비-리얼 타임(NRT) 클래스로 나누어진다. VBR RT는 샘플 사이에 고정 타이밍 관계가 있는 연결에서 사용된다. VBR NRT는 샘플 사이에 고정된 타이밍 관계가 없지만 보장된 QoS는 여전히 필요한 연결에서 사용된다. TV방송, IP 및 파일전송 등은 가변 비트율에 의해 서비스되는 것이 일반적이다.
항등 비트율의 서비스에 대해, 종래의 타임-슬롯 OBS 네트워크가 어려움을 갖는 것은, 데이터 버스트가 생성되고 버스트 제어 패킷이 전송되기 때문이다. 즉, 항등 비트율로 에지노드인 노드A(101)에 도착하여 만들어진 데이터 버스트 패킷이라도, 버스트 제어 패킷이 먼저 전송되고 소정시간 경과 후에야 전송될 수 있는 것이므로 필연적으로 지연이 발생하는 것이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 항등 비트율(CBR: Constant Bit Rate) 및 가변 비트율(VBR : Variable Bit Rate)에 의해 광 버스트 스위칭(Optical Burst Switching) 네트워크에서 전송되는 데이터 버스트(data burst)의 지연을 최소화하면서 목적지 노드(node)로 전송할 수 있는 타임-슬롯 광 버스트 스위칭 시스템 및 스위칭방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 타임-슬롯 광 버스트 스위칭 시 스템은, 데이터 버스트(data burst)를 최초 생성하고 송신하는 에지노드 및 수신된 버스트 제어패킷에 포함된 상기 데이터 버스트에 대한 정보를 기초로 상기 데이터 버스트가 전송될 출력슬롯을 미리 할당한 후, 상기 데이터 버스트를 수신하여 상기 출력슬롯으로 전송하는 적어도 하나의 코어노드(core node)를 포함한다.
상기 에지노드는, 상기 데이터 버스트가 항등 비트율에 의한 것이면 상기 데이터 버스트가 생성되기 전에 상기 버스트 제어패킷을 전송하고, 상기 데이터 버스트가 가변 비트율에 의한 것이면 상기 데이터 버스트와 상기 버스트 제어패킷을 동시에 생성하는 것이 바람직하다.
나아가 상기 데이터 버스트에 대한 정보는, 상기 데이터 버스트가 전송될 슬롯의 번호 및 상기 데이터 버스트가 전송될 목적지 노드에 대한 정보를 포함할 수 있다.
상기 코어노드는, 상기 데이터 버스트를 전송하기 전에, 상기 출력슬롯에 대한 정보를 포함하는 상기 버스트 제어패킷을 출력하며, 여기서 상기 출력슬롯은, 상기 데이터 버스트가 수신되는 슬롯과 상기 버스트 제어패킷이 수신되는 슬롯 사이의 간격인 오프셋(offset) 값을 상기 코어노드가 출력하는 버스트 제어패킷의 출력시점의 슬롯번호에 더하여 계산하며, 상기 계산된 출력슬롯이 기 할당된 슬롯인 경우 적어도 한 개 슬롯의 지연값을 더하는 것이 바람직하다.
또한 상기 코어노드는, 상기 항등 비트율에 의한 데이터 버스트와 상기 가변 비트율에 의한 데이터 버스트를 위해 할당한 출력슬롯이 동일한 경우에 상기 항등 비트율에 의한 데이터 버스트에 우선적으로 할당하는 것이 바람직하다.
상기 출력슬롯은, 상기 지연값을 더하더라도 상기 데이터 버스트 이후에 새로운 데이터 버스트가 수신되는 슬롯 이전인 것이 바람직하다.
본 발명의 시스템은, 상기 데이터 버스트를 수신한 때에 상기 출력슬롯에 해당되지 않는 경우, 상기 출력슬롯에 도달할 때까지 상기 데이터 버스트를 지연시키는 화이버딜레이라인(fiber delay line)을 더 포함할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 데이터 버스트를 최초 생성하고 송신하는 에지노드를 포함하는 타임-슬롯 광 버스트 스위칭 시스템의 스위칭방법은, 전송될 상기 데이터 버스트에 대한 정보를 포함하는 버스트 제어패킷을 수신하는 단계, 상기 정보를 기초로 상기 데이터 버스트가 전송될 출력슬롯을 미리 할당하는 단계 및 상기 데이터 버스트를 수신하여 상기 할당된 출력슬롯에서 상기 데이터 버스트의 목적지 경로상의 채널로 전송하는 단계를 포함한다.
상기 에지노드는, 상기 데이터 버스트가 항등 비트율에 의한 것이면 상기 데이터 버스트가 생성되기 전에 상기 버스트 제어패킷을 생성하여 송신하고, 상기 데이터 버스트가 가변 비트율에 의한 것이면 상기 데이터 버스트와 상기 버스트 제어패킷을 동시에 생성하는 것이 바람직하다.
바람직하게는, 상기 데이터 버스트에 대한 정보는, 상기 데이터 버스트가 전송될 출력슬롯의 번호 및 상기 데이터 버스트가 전송될 목적지 노드에 대한 정보를 포함할 수 있다.
상기 채널로 전송하는 단계는, 상기 출력슬롯에 대한 정보가 업데이트된 상기 버스트 제어패킷을 전송한 후 상기 데이터 버스트를 수신하며, 상기 출력슬롯 은, 상기 데이터 버스트가 수신되는 슬롯과 상기 버스트 제어패킷이 수신되는 슬롯 사이의 간격인 오프셋 값을, 상기 출력슬롯에 대한 정보가 업데이트된 상기 버스트 제어패킷의 전송시점의 슬롯번호에 더하여 계산하며, 상기 계산된 출력슬롯이 기 할당된 슬롯인 경우 적어도 한 개 슬롯의 지연값을 더하는 것이 바람직하다.
또한 상기 미리 할당하는 단계는, 상기 항등 비트율에 의한 데이터 버스트와 상기 가변 비트율에 의한 데이터 버스트를 위해 할당한 출력슬롯이 동일한 경우에 상기 항등 비트율에 의한 데이터 버스트에 우선적으로 할당할 수 있다.
다만 상기 출력슬롯은, 상기 지연값을 더하더라도 상기 데이터 버스트 이후에 새로운 데이터 버스트가 수신되는 슬롯 이전인 것이 바람직하다.
나아가 상기 목적지 경로상의 채널로 전송하는 단계는, 상기 데이터 버스트를 수신한 때에 상기 출력슬롯에 해당되지 않는 경우, 상기 출력슬롯에 도달할 때까지 상기 수신한 데이터 버스트를 지연시킬 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 타임-슬롯 광 버스트 스위칭 시스템를 도시한 블럭도이다.
본 발명의 타임-슬롯 광 버스트 스위칭(TS OBS: Time-Slotted Optical Burst Switching) 시스템(200)은 적어도 하나의 에지노드(edge node)들과 적어도 하나의 코어노드(core node)들을 포함하여 광 네트워크를 형성한다.
도 2는 적어도 하나의 에지노드를 대표하여 제1 내지 제3에지노드(201,207,209)를 도시하고, 적어도 하나의 코어노드를 대표하여 제1 내지 제2코어 노드(203,205)를 도시한다.
본 발명의 시스템(200)은 타임-슬롯 광 버스트 스위칭을 지원하며, 항등 비트율(CBR: Constant Bit Rate) 및 가변 비트율(VBR : Variable Bit Rate)에 의한 데이터 전송 서비스를 제공한다. 또한 파장분할다중화(WDM: Wavelength Division Multiplexing) 전송 및 고밀도 파장분할다중화(DWDM: Dense Wavelength Division Multiplexing) 전송방식을 지원할 수 있다.
제1 내지 제3에지노드(201,207,209)는 각각 타임-슬롯 광 버스트 스위칭에 의한 데이터 버스트 패킷(data burst packet)과 버스트 제어 패킷(BCP: Burst Control Packet)을 생성하여 광 버스트 스위칭 네트워크를 형성한다. 제1 내지 제3에지노드(201,207,209)는 파장분할다중화 전송에 의하여 파장을 분할하여 전송할 데이터를 다중화할 수 있다.
제1 내지 제3에지노드(201,207,209)는 본 발명에 따라 적어도 하나의 슬롯을 이용하여 전송할 데이터 버스트와 버스트 제어 패킷을 항등 비트율 및 가변 비트율의 각 서비스에 맞추어 처리한다.
제1 내지 제2코어노드(203,205)는 제1 내지 제3에지노드(201,207,209)로부터 먼저 수신한 버스트 제어 패킷에 포함된 정보를 기초로, 뒤이어 수신될 데이터 버스트를 위한 채널을 할당함으로써 데이터 버스트가 목적으로 하는 목적지 에지노드로 데이터 버스트가 전달되도록 한다.
제1 내지 제2코어노드(203,205)는 전송되는 각 데이터 버스트에 대하여 항등비트율 및 가변비트율의 서비스에 따라 서로 다른 스케줄링에 의하여 채널 및 슬롯 을 할당한다. 또한 이를 위하여 코얼스(coarse) 또는 파인(fine) 화이버딜레이라인(Fiber Delay Line, 이하에서는 'FDL'이라 함)을 가짐으로써 데이터 버스트의 전송을 지연시키면서 데이터 버스트의 전송을 할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 시스템(200)이 항등 비트율 및 가변 비트율에 대한 서비스를 제공하는 방법에 대하여 설명한다.
먼저 항등 비트율로 전송되는 경우를 설명한다. 항등 비트율에 의할 경우, 항등 비트율로 전송되는 데이터 버스트(이하 'CBR 데이터'라고 함)는 슬롯들의 주기적인 스트림에 비동기적으로 맵핑된다. CBR 데이터의 전송은 항상 가변 비트율에 의한 전송에 앞서 CBR 데이터 전송을 위한 슬롯을 먼저 스케줄링함으로써 보장된다. 또한 이를 위하여 CBR 데이터가 생성되기 이전에 미리 CBR 데이터를 위한 버스트 제어 패킷(이하에서는 'CBR-BCP'라고 함)을 전송하게 된다.
전송되는 CBR-BCP에는 뒤이어 도착할 CBR 데이터의 첫 번째 슬롯 번호, CBR 데이터가 점유할 슬롯의 개수에 대한 정보 및 목적지 노드에 대한 정보 등을 포함한다.
도 3은 본 발명에 따른 항등 비트율에 의한 데이터 버스트의 전송을 설명하는데 제공되는 타이밍도이다.
원할한 설명을 위하여, 제1에지노드(201)가 생성한 CBR 데이터가 제3에지노드(209)로 전송되는 경우를 가정한다. 또한 전송될 CBR 데이터는 복수 개의 슬롯에 해당되는 크기일 수 있으나, 여기에서는 한 개 슬롯을 차지하는 것으로 한다.
도 3에 도시된 일련의 번호가 부여된 블럭(a)은 타임 슬롯을 나타내며, 전체 시스템(200)내의 타임 슬롯은 하나의 기준으로 번호가 붙여질 수 있다. 그러나 각 노드에서의 시간은 반드시 서로 정확하게 일치하는 것이 아니므로, 각 슬롯의 동기가 약간씩 일치하지 않을 수 있다. 예를 들어, 제1코어노드(203)의 입력슬롯 549의 시작과 출력슬롯 590은 서로 그 시작시점에 있어 b 만큼의 차이가 있을 수 있다. 이것은 엄격하게 제1코어노드(203)의 입력슬롯은 제1에지노드(201)에 의한 것이며, 출력슬롯은 제1코어노드(203)의 타이밍에 의한 것이기 때문이다. 이러한 차이는 제1코어노드(203)에서 파인 FDL에 의해 보정된다.
CBR 데이터의 전송이 시작되는 제1에지노드(201)는 제1에지노드(201)에 연결된 외부네트워크(미도시)로부터 전송되는 정보에 의하거나, 사용자에 의한 설정에 의해 일련의 항등 비트율 서비스 대상에 대하여 알게 된다.
따라서 제1에지노드(201)는 차후에 생성될 CBR 데이터를 위한 슬롯을 미리 할당한 다음, CBR 데이터를 위하여 상기 할당된 슬롯에 대한 정보를 포함하는 CBR-BCP를 미리 생성한다. 제1에지노드(201)는 CBR 데이터가 도착할 목적지인 제3에지노드(209)로의 회선을 형성하기 위하여 슬롯 5를 이용하여 제1코어노드(203)로 CBR-BCP를 전송한다(S301).
제1코어노드(203)는 전송된 CBR-BCP를 이용하여 뒤이어 수신될 CBR 데이터를 위한 슬롯을 스케줄링한다. 제1코어노드(203)는 CBR-BCP에 포함된 정보를 이용하여 CBR-BCP가 도착한 슬롯과 CBR 데이터가 도착할 슬롯간의 간격인 오프셋 값 c을 계산하고, 제1코어노드(203)의 출력슬롯에 다시 맵핑함으로써 이후에 전송될 CBR 데이터를 위한 슬롯을 할당한다. 오프셋 값의 계산 및 슬롯의 할당에 관한 스케줄링 은 아래에서 다시 설명한다(S303).
제1코어노드(203)는 스케줄링 결과에 의하여 제1코어노드(203)에서 제2코어노드(205)로 전송될 CBR 데이터를 위한 슬롯에 대한 정보를 업데이트한 CBR-BCP를 다시 제2코어노드(205)로 전송한다(S305).
S301 단계에서 CBR-BCP를 전송하고 소정시간 경과후에, 제1에지노드(201)는 외부 네트워크(미도시)로부터 도착하는 데이터를 이용하여 CBR 데이터를 생성하고, 미리 할당된 슬롯 549를 이용하여 제1코어노드(203)로 CBR 데이터를 전송한다(S307).
제1코어노드(203)는 CBR 데이터가 수신되면, S303 단계에서 맵핑된 슬롯을 이용하여 수신한 CBR 데이터를 다음 노드인 제2코어노드(205)로 전송한다. 그리고 제1코어노드(203)는 입력슬롯과 출력슬롯과의 시작시점을 맞추기 위하여 파인 FDL을 이용한 지연을 행할 수 있다.
또한, 할당된 출력슬롯으로 전송되기 위하여 적어도 하나의 슬롯을 대기할 수 있으며, 이를 위해 코얼스 FDL를 이용한 지연을 수행할 수 있다(S309).
이하에서는 도 3 및 아래의 도 4를 이용하여 제1코어노드(203)에서의 타임슬롯 스케줄링 방법을 설명한다.
도 4는 본 발명의 코어노드에서의 스케줄링 방법의 설명에 제공되는 흐름도이다.
제1코어노드(203)는 제1에지노드(201)로부터 슬롯 5를 통해 CBR-BCP를 수신한다(S401).
제1코어노드(203)는 수신한 CBR-BCP를 이용하여 오프셋 값 c를 계산한다. 이를 위하여 제1코어노드(203)는 수신한 CBR-BCP로부터 이후에 전송될 CBR 데이터의 첫 번째 입력슬롯의 번호 yi를 확인한다. 도 3의 일 예에서 yi는 '549'이다. 그리고 CBP 데이터가 차지하는 슬롯의 개 수 N를 확인한다. 여기에서 N은 '1'이다. 다음으로, 제1코어노드(203)는 CBR-BCP가 입력된 입력슬롯의 번호 xi를 확인한다. xi는 '5'이다.
제1코어노드(203)는 yi로부터 xi를 뺌으로써 오프셋 값 c을 구한다. 따라서 오프셋 값 c는 '544'가 된다(S403).
제1코어노드(203)의 출력단(미도시)에서는 이러한 스케줄링 과정 중에도 계속해서 데이터의 전송이 이루어지고 있으므로, 제1코어노드(203)는 계산된 오프셋 값 c를 제1코어노드(203)의 출력슬롯에 다시 맵핑하여 수신될 CBR 데이터가 다음 노드로 출력될 슬롯을 할당한다.
이를 위하여, 제1코어노드(203)는 현재의 출력슬롯의 번호 xo를 확인한다. xo는 CBR-BCP를 다시 출력할 수 있는 슬롯의 번호이다. 도 3의 일 예을 참조하면, xo는 '46'이다. 그리고 CBP 데이터를 위한 첫 번째 출력 슬롯의 번호 yo를 계산한다. 따라서 yo = xo + c 이므로 yo는 '590'이 된다(S405).
다만, 제1코어노드(203)는 선택된 출력슬롯 yo가 현재 할당되지 아니한 자유슬롯인지 여부나, 다른 링크의 동일한 채널상에 현재 채널의 데이터를 위해 기 할 당된 슬롯인지 여부를 확인하여, 하나 또는 그 이상의 슬롯을 지연시켜 최종 출력슬롯 y를 할당할 수 있다. 다만 이러한 지연은 한 개 프레임(frame) 내에 있어야 한다. 여기서 한 개 프레임은 CBR 데이터의 주기를 말한다. 즉, 다음의 수학식 1을 만족해야 한다.
그것은, 출력슬롯 yo로부터 한 개 프레임이상 지연되면 다음 CBR 데이터를 위한 슬롯의 할당이 문제되기 때문이다.
도 3의 예는 2개의 슬롯을 지연시켜 출력슬롯 '592'를 수신될 CBR 데이터를 위한 출력슬롯으로 할당한 것이다.
이하에서는 도 3 및 아래의 도 5를 참조하여, 가변 비트율로 전송되는 데이터 버스트(이하에서는 'VBR 데이터'라고 함)를 위한 본 발명의 시스템(200)의 동작을 설명한다.
가변 비트율에 의한 서비스는 항등 비트율에 의한 서비스와 비슷하게 처리된다. 다만, 시스템(200)은 항등 비트율에 의한 CBR 데이터를 우선적으로 처리하여, CBR 데이터를 위한 타임 슬롯을 먼저 할당하게 된다. 가변 비트율에 의하면, 버스트 제어패킷을 먼저 전송하지 아니하고 VBR 데이터가 생성되면 동시에 VBR 데이터를 위한 버스트 제어패킷(이하에서는 'VBR-BCP'라고 함)을 생성하고, VBR-BCP를 전송한다.
도 5는 본 발명에 따른 가변 비트율에 의한 데이터 버스트의 전송을 설명하는데 제공되는 타이밍도이다.
제1에지노드(201)는 가변 비트율에 의한 서비스를 요청하는 VBR 데이터를 수신하면, VBR-BCP를 생성한다. VBR-BCP에는 VBR 데이터가 전송될 슬롯의 번호 및 목적지의 주소 등을 포함한다(S501).
제1에지노드(201)는 먼저 VBR-BCP를 제1코어노드(203)로 전송한다(S503).
제1코어노드(203)는 VBR-BCP를 수신하면, 이후에 수신될 VBR 데이터를 위한 슬롯을 할당하고 출력슬롯에 맵핑한다(S505).
제1코어노드(203)는 맵핑된 출력슬롯의 번호(여기서는 28,29)를 포함하는 VBR-BCP를 다시 목적지인 제3에지노드(209)로의 경로 상에 위치하는 제2코어노드(205)로 전송한다(S507).
제1에지노드(201)는 소정의 오프셋 시간 경과후에, VBR 데이터를 위하여 할당된 슬롯이되면, VBR 데이터를 제1코어노드(203)로 전송한다(S509).
제1코어노드(203)는 VBR 데이터를 수신하면, 스케줄링된 값에 따라 맵핑된 출력슬롯 28,29를 이용하여 VBR 데이터를 다음 노드로 전송한다(S511).
제1코어노드(203)가 VBR 데이터를 위하여 출력슬롯을 할당하는 방법은 도 4에 도시된 CBR 데이터에 대한 방법과 유사하다. 다만, 제1코어노드(203)는 VBR 데이터에 대한 오프셋 값을 구한 후에, 할당하고자 하는 슬롯이 다른 CBR 데이터나 다른 채널을 위해 할당된 경우 해당 슬롯을 이용할 수 없고 다음 슬롯을 이용하게 된다. 또한 CBR 데이터의 처리와 마찬가지로, VBR 데이터가 전송될 슬롯의 지연은 한 개 프레임 내에 한정된다. CBR 데이터를 위한 슬롯할당보다 슬롯에 대한 우선권이 떨어진다.
이상의 방법에 의하여 본 발명에 따른 타임-슬롯 광 버스트 스위칭 시스템이 항등 비트율 및 가변 비트율에 대한 서비스를 제공할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 타임슬롯 광 버스트 스위칭 시스템은, 항등 비트율(CBR: Constant Bit Rate) 및 가변 비트율(VBR : Variable Bit Rate)을 위한 데이터 서비스를 가능하게 한다.
나아가 항등 비트율에 의한 데이터 버스트(data burst)를 전송할 경우에, 에지노드(edge node)에서 전송할 데이터 버스트가 생성되기 이전에 버스트 제어 패킷(burst control packet)을 전송함으로써 코어노드(core node)에서의 슬롯(slot) 할당을 위한 스케줄링에 의한 지연을 방지할 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
Claims (16)
- 타임 슬롯 정보를 근거로 타임-슬롯 광 버스트 스위칭에 따라 데이터 버스트 패킷과 버스트 제어 패킷을 생성해 슬롯단위로 송신하는 에지노드; 및상기 버스트 제어 패킷에 포함된 상기 타임 슬롯 정보를 근거로 상기 데이터 버스트 패킷이 전송될 슬롯을 할당하고, 할당된 슬롯을 통해 상기 데이터 버스트 패킷을 슬롯단위로 전송하는 코어노드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 타임-슬롯 광 버스트 스위칭 시스템.
- 제 1 항에 있어서,상기 에지노드는, 상기 데이터 버스트 패킷이 항등 비트율에 의한 것이면 상기 데이터 버스트 패킷이 생성되기 전에 상기 버스트 제어 패킷을 송신하고,상기 데이터 버스트 패킷이 가변 비트율에 의한 것이면 상기 데이터 버스트 패킷과 상기 버스트 제어 패킷을 동시에 생성하는 것을 특징으로 하는 타임-슬롯 광 버스트 스위칭 시스템.
- 제 1 항에 있어서,상기 타임 슬롯 정보는, 상기 데이터 버스트 패킷이 전송될 슬롯의 번호 및 상기 데이터 버스트 패킷이 전송될 목적지 노드에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 타임-슬롯 광 버스트 스위칭 시스템.
- 제 1 항에 있어서,상기 코어노드는, 상기 데이터 버스트 패킷을 송신하기 전에, 상기 타임 슬롯 정보를 포함하는 상기 버스트 제어 패킷을 전송하는 것을 특징으로 하는 타임-슬롯 광 버스트 스위칭 시스템.
- 제 1 항에 있어서,상기 할당된 슬롯은, 상기 데이터 버스트 패킷이 수신되는 슬롯과 상기 버스트 제어 패킷이 수신되는 슬롯 사이의 간격인 오프셋(offset) 값을 상기 코어노드가 전송하는 버스트 제어 패킷의 출력시점의 슬롯번호에 더하여 계산하며, 상기 계산된 슬롯이 기 할당된 슬롯인 경우 적어도 한 개 슬롯의 지연값을 더하는 것을 특징으로 하는 타임-슬롯 광 버스트 스위칭 시스템.
- 제 5 항에 있어서,상기 코어노드는, 상기 항등 비트율에 의한 데이터 버스트 패킷과 상기 가변 비트율에 의한 데이터 버스트 패킷을 위해 할당한 슬롯이 동일한 경우에, 상기 항등 비트율에 의한 데이터 버스트 패킷에 우선적으로 슬롯을 할당하는 것을 특징으로 하는 타임-슬롯 광 버스트 스위칭 시스템.
- 제 5 항에 있어서,상기 할당된 슬롯은, 상기 지연값을 더하더라도 상기 데이터 버스트 패킷 이후에 새로운 데이터 버스트 패킷이 수신되는 슬롯 이전인 것을 특징으로 하는 타임-슬롯 광 버스트 스위칭 시스템.
- 제 1 항에 있어서,상기 데이터 버스트 패킷을 수신한 때에 상기 할당된 슬롯에 해당되지 않는 경우, 상기 할당된 슬롯에 도달할 때까지 상기 데이터 버스트 패킷을 지연시키는 화이버딜레이라인(fiber delay line);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 타임-슬롯 광 버스트 스위칭 시스템.
- 데이터 버스트 패킷을 생성하여 송신하는 에지노드를 포함하는 타임-슬롯 광 버스트 스위칭 시스템의 스위칭방법에 있어서,전송될 상기 데이터 버스트 패킷에 대한 타임 슬롯 정보를 포함하는 버스트 제어 패킷을 상기 에지노드로부터 수신하는 단계;상기 타임 슬롯 정보를 근거로 상기 데이터 버스트 패킷이 전송될 슬롯을 미리 할당하는 단계; 및상기 데이터 버스트 패킷을 수신하여 상기 할당된 슬롯을 통해 상기 데이터 버스트 패킷의 목적지 경로상의 채널로 슬롯단위로 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 타임-슬롯 광 버스트 스위칭 시스템의 스위칭방법.
- 제 9 항에 있어서,상기 에지노드는, 상기 데이터 버스트 패킷이 항등 비트율에 의한 것이면 상기 데이터 버스트 패킷을 생성하기 전에 상기 버스트 제어 패킷을 생성하여 송신하고,상기 데이터 버스트 패킷이 가변 비트율에 의한 것이면 상기 데이터 버스트 패킷과 상기 버스트 제어 패킷을 동시에 생성하는 것을 특징으로 하는 타임-슬롯 광 버스트 스위칭 시스템의 스위칭방법.
- 제 9 항에 있어서,상기 타임 슬롯 정보는, 상기 데이터 버스트 패킷이 전송될 슬롯의 번호 및 상기 데이터 버스트 패킷이 전송될 목적지 노드에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 타임-슬롯 광 버스트 스위칭 시스템의 스위칭방법.
- 제 9 항에 있어서,상기 채널로 슬롯단위로 전송하는 단계는, 상기 할당된 슬롯에 대한 정보가 업데이트된 상기 버스트 제어 패킷을 전송한 후 상기 데이터 버스트 패킷을 수신하는 것을 특징으로 하는 타임-슬롯 광 버스트 스위칭 시스템의 스위칭방법.
- 제 12 항에 있어서,상기 할당된 슬롯은, 상기 데이터 버스트 패킷이 수신되는 슬롯과 상기 버스트 제어 패킷이 수신되는 슬롯 사이의 간격인 오프셋 값을, 상기 할당된 슬롯에 대한 정보가 업데이트된 상기 버스트 제어 패킷의 전송시점의 슬롯번호에 더하여 계산하며, 상기 계산된 슬롯이 기 할당된 슬롯인 경우 적어도 한 개 슬롯의 지연값을 더하는 것을 특징으로 하는 타임-슬롯 광 버스트 스위칭 시스템의 스위칭방법.
- 제 9 항에 있어서,상기 슬롯을 미리 할당하는 단계는, 상기 항등 비트율에 의한 데이터 버스트 패킷과 상기 가변 비트율에 의한 데이터 버스트 패킷을 위해 할당한 슬롯이 동일한 경우에, 상기 항등 비트율에 의한 데이터 버스트 패킷에 우선적으로 슬롯을 할당하는 것을 특징으로 하는 타임-슬롯 광 버스트 스위칭 시스템의 스위칭방법.
- 제 13 항에 있어서,상기 할당된 슬롯은, 상기 지연값을 더하더라도 상기 데이터 버스트 패킷 이후에 새로운 데이터 버스트 패킷이 수신되는 슬롯의 이전인 것을 특징으로 하는 타임-슬롯 광 버스트 스위칭 시스템의 스위칭방법.
- 제 9 항에 있어서,상기 채널로 슬롯단위로 전송하는 단계는, 상기 데이터 버스트 패킷을 수신한 때에 상기 할당된 슬롯에 해당되지 않는 경우, 상기 할당된 슬롯에 도달할 때까지 수신한 상기 데이터 버스트 패킷을 지연시키는 것을 특징으로 하는 타임-슬롯 광 버스트 스위칭 시스템의 스위칭방법.
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