KR20010048183A - 에이에이엘2 타입 에이티엠 셀을 에이에이엘2 프라임에이티엠 셀로 변환하는 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 IMT-2000 이동통신 시스템의 기지국 제어기에서 기지국으로부터의 AAL2(ATM Adaptation Layer 2) ATM(Asynchrous Transfer Mode; 비동기 전송 모드) 셀을 사용자별 음성 데이터(CPS 패킷)를 추출하여 AAL2' ATM 셀로 변환하도록 하여, ATM 스위치에서 ATM 스위칭될 수 있도록 한 AAL2 ATM 셀을 AAL2' ATM 셀로 변환하는 장치를 제공하기 위한 것으로, 이러한 본 발명은 기지국으로부터 음성 데이터가 AAL2 ATM 셀 형태로 실려오면 그 AAL2 ATM 셀에서 여러 사용자의 음성 데이터(CPS 패킷)만을 추출하고, 그 CPS 패킷의 사용자 정보를 이용하여 새로운 ATM 셀 헤더를 생성하며, 여기에 추출된 CPS 패킷을 붙여서, 한 사용자의 음성 데이터만이 실려있는 ATM 셀(AAL2' 셀)을 생성하게 된다. 그래서 ATM 스위치에서 ATM 스위칭될 수 있도록 하여, 가변 비트 레이트(Variable Bit Rate; VBR) 형태의 음성 데이터를 AAL2 ATM 셀을 통해 전송할 수 있도록 한다.

Description

에이에이엘2 타입 에이티엠 셀을 에이에이엘2 프라임 에이티엠 셀로 변환하는 장치{ Apparatus for converting ATM cell of AAL2 type to AAL2' type }

본 발명은 차세대 이동통신 시스템(International Mobile Telecommunications-2000; IMT-2000)의 기지국제어기에 관한 것으로, 특히 기지국으로부터 음성 데이터가 에이에이엘2(AAL2; ATM Adaptation Layer 2) ATM(Asynchrous Transfer Mode; 비동기 전송 모드) 셀 형태로 실려오면 그 AAL2 ATM 셀에서 여러 사용자의 음성 데이터만을 추출하여 AAL2' ATM 셀로 변환하는 장치를 구현함으로써, AAL2 ATM 셀도 ATM 스위치에서 ATM 스위칭될 수 있도록 하여, 고정 비트 레이트(Variable Bit Rate; CBR) 형태의 음성 데이터를 AAL2 ATM 셀을 통해 IMT-2000 기지국제어기에서 전송될 수 있도록 한 AAL2 ATM 셀을 AAL2' ATM 셀로 변환하는 장치에 관한 것이다.

상기에서 AAL2' 타입 ATM 셀은 하나의 ATM 셀 안에 한 사용자의 음성 데이터만 실린 ATM 셀이다.

현재 음성 데이터를 ATM 셀(cell)에 실어 전송하는 기술이 널리 알려져 있고, 이것을 ATM Forum에서는 VTOA(Voice Telephony Over ATM)라고 한다. 이 때 ATM 셀 형태는 ITU-T(International Telecommunication Union- Telecommunication, 국제전기통신 연합 전기 통신 표준화 부문) Recommendation I.363.1 표준안에 정의된 AAL(ATM Adaptation Layer) type 1을 사용하고 있다.

이렇게 ATM 망을 통해 고정 비트 레이트(Constant Bit Rate; CBR) 형태의 데이터 즉 음성 데이터를 AAL 1 ATM 셀 형태로 전송하였다. VTOA에 의하면, AAL1을 채택하여 ATM망을 운영하기 위해서는 최고 전송 속도(Peak Cell Rate; PCR), 셀손실율(Cell Loss Ratio; CLR) 그리고 셀지연 편차(Cell Delay Variation; CDV) 등 부가적으로 필요한 데이터가 있다. 그럼으로써 부가적인 대역폭(band width)이 필요하고, 또한 트래픽(traffic)이 없는 데도 불구하고 이러한 운용 데이터가 계속 전송됨으로써, 대역폭의 사용 효율이 저하된다.

그리고 AAL1 타입은 항상 같은 비트레이트(bit rate)로 송신해야 하고, 하나의 ATM 셀 안에 하나의 사용자 데이터만 실을 수 있으며, 음성 신호는 64Kbps 또는 64Kbps의 배수(64Kbps*N)로 정해져야 하고, 압축된 음성 신호나 묵음을 처리할 수 없다는 문제점이 있었다.

이러한 단점을 극복한 것이 도1에 도시된 AAL2 ATM 셀 형태이고, 이 형태에 대해서 ITU-T Recommendation I.363.2에서 그 표준안을 정해 놓고 있다.

도1에 도시된 바와 같이, AAL2 ATM 셀은, 5바이트의 셀 헤더(header)와 48바이트의 페이로드(payload)로 구성된다. 페이로드는 1바이트의 STF(STart Field)와 여러 CPS(Common Part Sublayer) 패킷을 담을 수 있는 47바이트의 공간으로 구성된다. 도1은 AAL2 ATM 셀의 일 예로서, 4개의 CPS 패킷이 담겨져 있다. 한 바이트의 STF는 6비트의 Offset Field(OSF)와 1비트의 Sequence Number(SN), 1비트의 Parity(P)로 이루어져 있다. OSF는 STF 이후 맨 처음 존재하는 CPS 패킷까지의 간격값을 갖는다. 즉, CPS 패킷의 길이를 계속 합산하고 그 값이 47바이트를 초과하게 되면 그 나머지 CPS 패킷 길이가 OSF 값이 된다.

하나의 CPS 패킷은 가변으로 음성 데이터의 특성에 따라 그 길이가 변화되며 그 구성은 3바이트의 CPS 패킷 헤더와 최고 45바이트인 CPS 패킷 페이로드로 되어 있다. 여기서 3바이트의 CPS 패킷 헤더 중 처음 8비트는 CID(Channel Identifier; 채널 식별자), 다음 6비트는 LI(Length Indicator; 길이 지시자), 5비트는 UUI(User to User Indication), 나머지 5비트는 위의 19비트에 대한 CRC(Cyclic Redundancy Check) 값이다. 그리고 CPS 패킷 페이로드에는 최고 45바이트의 가변의 음성 신호가 들어간다.

이러한 AAL2 형태로 음성을 실려보내려는 시도가 점차로 증가하고 있다. AAL2의 장점은 가변의 음성 데이터를 보낼 수 있다는 점과 하나의 ATM 셀 안에 여러 사용자의 데이터를 같이 넣을 수 있다는 점이다. 그럼으로써 대역폭을 효율적으로 사용할 수 있도록 한다는 것이다.

그러나 이러한 AAL2를 채택할 경우, 기존의 상용 ATM 스위치로는 스위칭이 불가능하다는 문제점이 발생되었다. 즉, AAL2 ATM 셀 내의 여러 사용자의 음성 데이터를 ATM 스위치가 각각 스위칭할 수 없다는 문제점이 발생되었다.

이에 대한 해결책으로 제안되는 것이 AAL2' 타입 ATM 셀이다. 도2에 도시된 바와 같이, AAL2 ATM 셀 포맷(format)과는 달리, ATM 셀 페이로드에 하나의 CPS 패킷만으로 구성된다. 그리고 CPS 패킷이 48바이트보다 작을 경우, "0"이 나머지 페이로드에 삽입된다. CPS 패킷의 구성은 AAL2의 패킷 구성과 동일하다.

그래서 이렇게 하나의 ATM 셀에 하나의 CPS 패킷만을 가지고 있도록 하여 ATM 스위치에서 ATM 스위칭될 수 있도록 한다는 것이다.

그러나 이러한 AAL2 타입 ATM 셀을 AAL2' 타입 ATM 셀로 복원하는 장치가 구현되지 않았다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은

기지국으로부터 음성 데이터가 AAL2 ATM 셀 형태로 실려오면 그 AAL2 ATM 셀에서 여러 사용자의 음성 데이터만을 추출하여 AAL2' ATM 셀로 변환하는 장치를 구현함으로써, AAL2 ATM 셀도 ATM 스위치에서 ATM 스위칭될 수 있도록 하여, 가변 비트 레이트(Variable Bit Rate; VBR) 형태의 음성 데이터를 AAL2 ATM 셀을 통해 IMT-2000 기지국제어기에서 전송될 수 있도록 한 AAL2 ATM 셀을 AAL2' ATM 셀로 변환하는 장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 AAL2 ATM 셀을 AAL2' ATM 셀로 변환하는 장치는,

E1 라인을 통해 기지국으로부터 전송된 AAL2 ATM 셀을 메모리에 저장하기 위한 UTOPIA(Universal Test and Operations Physical Interface for ATM; 유토피아) 정합부와;

상기 UTOPIA 정합부로부터의 ATM 셀 중 2바이트의 VCI(가상 채널 식별자; Virtual Channel Identifier)를 추출하는 VCI 추출부와;

상기 VCI 추출부로부터의 ATM 셀에서 가변의 CPS(Common Part Sublayer) 패킷을 추출하는 CPS 패킷 추출부와;

CPS(Common Part Sublayer) 패킷 내의 사용자 정보(CID)와 ATM 셀 헤더 내의 VCI 정보를 매핑(mapping)하기 위한 연산기억장치(Content-Addressable Memory; CAM)와;

상기 VCI 추출부에서 추출된 VCI와 상기 CPS 패킷 추출부에서 추출된 CID(Channel IDentifier)를 상기 CAM에 전송하는 CAM 정합부와;

상기 CAM에서 출력되는 어드레스에 따라 새로운 ATM 셀 헤더를 출력하기 위한 SRAM과;

상기 SRAM에서 출력되는 ATM셀 헤더를 입력받아 AAL2' ATM 셀 헤더를 생성하는 ATM 셀 헤더 생성부와;

상기 ATM셀헤더 생성부에서 생성된 셀 헤더와 상기 CPS 패킷 추출부에서 추출된 CPS 패킷으로 AAL2' ATM 셀을 생성하는 AAL2' ATM 셀 생성부와;

상기 AAL2' ATM 셀 생성부에서 출력되는 AAL2' 셀을 UTOPIA 레벨1으로 ATM 스위치 측의 다중화기와 인터페이스하기 위한 다중화기 정합부로 이루어짐을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.

도1은 ITU-T 표준안에 의한 AAL2 ATM 셀 형태를 보인 도면,

도2는 AAL2' ATM 셀 형태를 보인 도면,

도3은 본 발명이 적용되는 IMT-2000 기지국제어기의 ATM 셀 다중화/역다중화 장치 블럭 구성도,

도4는 본 발명에 의한 AAL2 ATM 셀을 AAL2' ATM 셀로 변환하는 장치 블럭 구성도,

도5는 AAL2 ATM 셀에서 CPS 패킷을 추출하여 AAL2' ATM 셀로 변환하는 동작을 보인 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100:UTOPIA 정합부 110:VCI 추출부

120:CPS 패킷 추출부 130:CAM 정합부

140:연산기억장치(CAM) 150:SRAM

160:ATM 셀 헤더 생성부 170:AAL2' ATM 셀 생성부

180:다중화기 정합부

이하, 상기와 같은 본 발명 AAL2 ATM 셀을 AAL2' ATM 셀로 변환하는 장치를 첨부된 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

도3은 본 발명이 적용되는 IMT-2000 기지국제어기의 ATM 셀 다중화/역다중화 장치 블럭 구성도이다.

ATM 물리 계층 기능을 수행하며 기지국으로의 E1 라인과 인터페이스하는 다수개의 E1 라인 정합부(Line Interface Unit; LIU)(10-13)와; 상기 E1 라인정합부(10-13)와 일대일 대응되어 UTOPIA(Universal Test and Operations Physical Interface for ATM; 유토피아) 계층1(level 1) 인터페이스를 각각 수행하는 UTOPIA 기능 수행부(20-23)와; 상기 UTOPIA 기능 수행부(20-23)와 ATM 스위치간 ATM 셀이 ATM 스위칭될 수 있도록 타입 변환 인터페이스 기능을 수행하는 다수개의 타입 변환 수신부(30-33)와; 상기 타입 변환 수신부(30-33)로부터의 ATM 셀을 다중화하기 위한 다중화기(40)와; 상기 다중화기(40)에서 전송되는 ATM 셀을 ATM 셀 버스에 정합시키기 위한 ATM 셀 라우팅부(cubit)(50)로 구성된다.

그리고 도3에는 도시하지 않았지만, IMT-2000 기지국제어기의 ATM 셀 다중화/역다중화 장치의 전반적인 동작을 제어하는 프로세서가 구성된다.

이러한 IMT-2000 기지국제어기의 ATM 셀 다중화/역다중화 장치는, 모두 16개의 채널을 처리할 수 있다. 기지국으로부터 E1 라인을 통해 전송되는 AAL2 ATM 셀은 E1 라인 정합부(10-13)와 UTOPIA 기능 수행부(20-23)를 거친 후 해당 타입 변환수신부(30-33)로 전송된다. 그래서 ATM 스위치에서 ATM 스위칭이 가능한 AAL2' 셀로 변환된 후 다중화기(40)에서 하나의 라인으로 다중화된 다음 ATM 셀 라우팅부(COBIT)(50)를 통해 ATM 스위치로 전송된다.

상기 각 타입 변환 수신부(30-33)에는 본 발명에 의한 AAL2 ATM 셀을 AAL2' ATM 셀로 변환하는 장치가 실장된다.

본 발명에 의한 AAL2 ATM 셀을 AAL2' ATM 셀로 변환하는 장치는 도4에 도시된 바와 같이, 상기 해당 UTOPIA 기능 수행부에서 전송되는 ATM 셀을 메모리에 저장하기 위한 UTOPIA 정합부(100)와; 상기 UTOPIA 정합부(100)로부터의 ATM 셀 중 2바이트의 VCI(가상 채널 식별자; Virtual Channel Identifier)를 추출하는 VCI 추출부(110)와; 상기 VCI 추출부(110)로부터의 ATM 셀에서 가변의 CPS(Common Part Sublayer) 패킷을 추출하는 CPS 패킷 추출부(120)와; CPS(Common Part Sublayer) 패킷 내의 사용자 정보(CID)와 ATM 셀 헤더 내의 VCI 정보를 매핑(mapping)하기 위한 연산기억장치(Content-Addressable Memory; CAM)(140)와; 상기 VCI 추출부(110)에서 추출된 VCI와 상기 CPS 패킷 추출부(120)에서 추출된 CID(Channel IDentifier)를 상기 CAM(140)에 전송하는 CAM 정합부(130)와; 상기 CAM(140)에서 출력되는 어드레스에 따라 새로운 ATM 셀 헤더를 출력하기 위한 SRAM(150)과; 상기 SRAM(150)에서 출력되는 ATM셀 헤더를 입력받아 AAL2' ATM 셀 헤더를 생성하는 ATM 셀 헤더 생성부(160)와; 상기 ATM셀헤더 생성부(160)에서 생성된 셀 헤더와 상기 CPS 패킷 추출부(120)에서 추출된 CPS 패킷으로 AAL2' ATM 셀을 생성하는 AAL2' ATM 셀 생성부(170)와; 상기 AAL2' ATM 셀 생성부(170)에서 출력되는 AAL2' 셀을 UTOPIA 레벨1으로 상기 다중화기(40)와 인터페이스하기 위한 다중화기 정합부(180)로 구성된다.

상기와 같은 본 발명에 의한 AAL2 ATM 셀을 AAL2' ATM 셀로 변환하는 장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

기지국으로부터 E1 라인을 통해 전송되는 AAL2 ATM 셀은 E1 라인 정합부(10-13)와 UTOPIA 기능 수행부(20-23)를 거친 후 해당 타입 변환 수신부(30-33)로 전송된다.

AAL2 ATM 셀이 UTOPIA 정합부(100)는 2개의 ATM 셀을 저장할 수 있는 메모리와 이 메모리를 제어하는 제어부가 구비된다(도4에는 도시되지 않음). 제어부에서는 입력되는 ATM 셀을 메모리에 저장하기 위한 어드레스(address)와 제어 신호를 생성한다. 그래서 입력된 ATM 셀이 UTOPIA 정합부(100)의 메모리에 저장되면, VCI 추출부(110)는 저장된 ATM 셀의 헤더에서 2바이트의 VCI 값을 추출하여 CAM 정합부(130)로 전송한다.

그리고 CPS 패킷 추출부(120)는 VCI 추출부(110)에서 VCI가 추출된 AAL2 ATM 셀로부터 CPS 패킷을 추출한다. 즉, CPS 패킷의 3 바이트 헤더 중 6비트의 LI(Length Indicator)값(CPS 패킷 페이로드보다 1적은 옥셋(octet)값을 가짐)을 읽어 해독해서 CPS 패킷을 추출한다. 그런 후 추출된 CPS 패킷의 CID(8비트)를 CAM 정합부(130)로 전송한다. 도5는 하나의 AAL2 ATM 셀에 3개의 CPS 패킷이 실려 있는 구성을 보인다.

CAM 정합부(130)는 이 VCI와 CID를 CAM(140)의 동작 클럭에 맞춰 CAM(140)으로 전송한다.

CAM(140)은 CPS 패킷 내의 사용자 정보 CID와 ATM 셀 헤더 내의 VCI 정보를 매핑시키는데, ATM 셀 헤더 5바이트 값을 자유자재로 변경 가능하도록 한다. 미리 원하는 헤더값을 저장해 두었다가 사용된다. 이는 AAL2 셀의 AAL2' 셀 변환을 위한 매핑 테이블이 AAL2' ATM 셀 생성부(170)에 구비되는 경우, 정보가 변경될 때마다 AAL2' ATM 셀 생성부(170)를 변경 및 수정해야 하므로 번거로웠던 점을, CAM(140)만을 변경하면 되므로 간편하게 해준다.

CAM 정합부(130)에서 VCI값과 CID값이 입력되면, CAM(140)은 입력받은 VCI값 및 CID값과 일치된 VCI 값이 저장되어 있는 외부 SRAM(150)의 어드레스를 발생한다. 그러면 SRAM(150)에서 그 어드레스에 해당되는 데이터가 ATM 셀 헤더 생성부(160)로 출력된다.

이러한 CAM(140)은 MUSIC Semiconductors사의 MU9C4320L ATMCAM으로 4096*32비트의 크기를 갖고 있으며, 빠른 동작을 위해 어드레스 버스와 제어 버스를 통해 직접 동작을 제어한다.

이렇게 SRAM(150)에서 데이터가 출력되면, ATM 셀 헤더 생성부(160)는 이 데이터로 새로운 ATM 셀의 5바이트 헤더를 만든다.

AAL2' ATM 셀 생성부(170)는 CPS 패킷 추출부(120)에서 추출된 CPS 패킷을 수신하고 ATM 셀 헤더 생성부(160)로부터 5바이트의 셀 헤더를 수신하여 도5에 도시된 바와 같이 AAL2' ATM 셀을 생성한다. AAL2 셀이 3개의 CPS 패킷을 싣고 있는 경우 AAL'2 ATM 셀이 3개 생성된다. 이때 AAL2' ATM 셀은 47바이트(48 바이트 중 1바이트인 STF 제외)의 CPS-PDU(Protocol Data Unit) 페이로드에 CPS 패킷을 싣고 나머지 공간은 "0"으로 패딩하여 47바이트를 채운다.

이렇게 ATM 스위치에서 ATM 스위칭이 가능한 AAL2' ATM 셀로 변환된 후 다중화기 정합부(180)를 통해 출력되어, 다중화기(40)에서 하나의 라인으로 다중화된 다음 ATM 셀 라우팅부(COBIT)(50)를 통해 ATM 스위치로 전송된다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 AAL2 ATM 셀을 AAL2' ATM 셀로 변환하는 장치는, 기지국으로부터 음성 데이터가 에이에이엘2(AAL2; ATM Adaptation Layer 2) ATM(Asynchrous Transfer Mode; 비동기 전송 모드) 셀 형태로 실려오면 그 AAL2 ATM 셀에서 여러 사용자의 음성 데이터만을 추출하여 AAL2' ATM 셀로 변환하는 장치를 FPGA로 구현함으로써, AAL2 ATM 셀도 ATM 스위치에서 ATM 스위칭될 수 있도록 하여, 가변 비트 레이트(Variable Bit Rate; VBR) 형태의 음성 데이터를 AAL2 ATM 셀을 통해 IMT-2000 기지국제어기에서 전송될 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한 본 발명은 4개의 라인을 동시에 처리할 수 있는 다중화 기능도 갖추고 있다.

Claims (1)

1. IMT-2000 이동통신 시스템의 기지국 제어기에 있어서,

   E1 라인을 통해 기지국으로부터 전송된 AAL2 ATM 셀을 메모리에 저장하기 위한 UTOPIA(Universal Test and Operations Physical Interface for ATM; 유토피아) 정합부와;

   상기 UTOPIA 정합부로부터의 ATM 셀 중 2바이트의 VCI(가상 채널 식별자; Virtual Channel Identifier)를 추출하는 VCI 추출부와;

   상기 VCI 추출부로부터의 ATM 셀에서 가변의 CPS(Common Part Sublayer) 패킷을 추출하는 CPS 패킷 추출부와;

   CPS(Common Part Sublayer) 패킷 내의 사용자 정보(CID)와 ATM 셀 헤더 내의 VCI 정보를 매핑(mapping)하기 위한 연산기억장치(Content-Addressable Memory; CAM)와;

   상기 VCI 추출부에서 추출된 VCI와 상기 CPS 패킷 추출부에서 추출된 CID(Channel IDentifier)를 상기 CAM에 전송하는 CAM 정합부와;

   상기 CAM에서 출력되는 어드레스에 따라 새로운 ATM 셀 헤더를 출력하기 위한 SRAM과;

   상기 SRAM에서 출력되는 ATM셀 헤더를 입력받아 AAL2' ATM 셀 헤더를 생성하는 ATM 셀 헤더 생성부와;

   상기 ATM셀헤더 생성부에서 생성된 셀 헤더와 상기 CPS 패킷 추출부에서 추출된 CPS 패킷으로 AAL2' ATM 셀을 생성하는 AAL2' ATM 셀 생성부와;

   상기 AAL2' ATM 셀 생성부에서 출력되는 AAL2' 셀을 UTOPIA 레벨1으로 ATM 스위치 측의 다중화기와 인터페이스하기 위한 다중화기 정합부로 구성된 것을 특징으로 하는 AAL2 ATM 셀을 AAL2' ATM 셀로 변환하는 장치.