KR20060123652A

KR20060123652A - 소프트웨어-정의되는 교환가능 프로토콜 아키텍처를 갖는범용 통신 노드

Info

Publication number: KR20060123652A
Application number: KR1020067019698A
Authority: KR
Inventors: 마르쿠스 하우엔스테인; 스테판 그륀로흐; 타마스 메이저; 제럴드 베로고프; 마틴 브룬더트
Original assignee: 노키아 코포레이션
Priority date: 2004-03-23
Filing date: 2005-03-22
Publication date: 2006-12-01
Also published as: WO2005093568A1; US20050213590A1; EP1728153A1; KR100861423B1

Abstract

본 발명은 특정 네트워크 전송 프로토콜을 지원하기 위해 전송 기능들을 포함하는 모듈들(1,2,3,4,5,6;7)을 포함하는 네트워크 노드를 제안하는데, 여기서 전송 기능들은 소프트웨어에 의해 구현된다. 본 발명은 또한 네트워크 노드 동작 방법을 제안한다. 서로다른 네트워크 전송 프로토콜들은 대응하는 소프트웨어를 설치함으로써 동일 하드웨어로 지원된다.

네트워크 전송 프로토콜, 네트워크 노드, 통신 프로토콜, 인터페이스 모듈.

Description

소프트웨어-정의되는 교환가능 프로토콜 아키텍처를 갖는 범용 통신 노드{UNIVERSAL TELECOMMUNICATION NODE WITH SOFTWARE-DEFINED EXCHANGEABLE PROTOCOL ARCHITECTURE}

본 발명은 네트워크 노드 및 네트워크 노드 동작 방법에 관한 것인바, 여기서 네트워크 노드는 적어도 하나의 모듈을 포함한다.

특히, 본 발명은 전송 기능들을 수행하는 적어도 하나의 모듈을 포함하는 네트워크 노드에 관한 것이다. 이러한 네트워크 노드가 이용될 수 있는 네트워크에 대한 예가 WCDMA(광대역 코드 분할 다중 접속) 무선 액세스 네트워크이다. 이러한 네트워크에 대한 다른 예가 CDMA2000 네트워크이다.

WCDMA 무선 액세스 네트워크(RAN)는 제 3 세대 파트너쉽 프로젝트(3GPP releases R99, R4 and R5)에 의해 특정된다.

도 1은 광대역-CDMA 무선 액세스 네트워크 및 그 인터페이스들을 예시한다. 이 도면은 WCDMA RAN들의 일반적인 구조 및 환경을 도시한다. 특히, WCDMA RAN은 복수의 기지국(BTS) 및 무선 네트워크 제어기(RNC)를 포함한다. WCDMA 코어 네트워크(CN)가 예를 들어, 이동 스위칭 센터(MSC) 및 서빙 GPRS(범용 패킷 무선 시스템) 지원 노드(SGSN)를 포함한다.

외부 인터페이스들은 Uu 및 WCDMA 코어 네트워크에 대한 인터페이스인 Iu이다. Uu는 사용자 장비(UE), 즉 UMTS(범용 이동 통신 서비스들) SIM(가입자 식별 모듈) 카드를 갖는 이동 전화기에 대한 '대기 인터페이스(air interface)'이다. 내부 인터페이스들은 RNC와 BTS간의 Iub 및 RNC들간의 Iur로서 정의된다.

3GPP 프로토콜 구조는 계층들 및 평면들이 논리적으로 상호 독립적이라는 원리에 기초한다. 필요한 경우에, 프로토콜 구조의 일부들은 미래에 변경될 수 있지만, 다른 부분들은 고스란히 남아 있을 수 있다. 프로토콜 구조는 2개의 주요 수평 계층들, 상위 무선 네트워크 계층(RNL) 및 하위 전송 네트워크 계층(TNL)으로 구성된다. 모든 WCDMA-관련 문제들은 무선 네트워크 계층에서만 보여질 수 있으며, 전송 네트워크 계층은 WCDMA RAN을 위해 선택된 것이지만, WCDMA RAN-특정 변경들이 없는 표준 전송 기술을 나타낸다.

초기에, 비동기 전송 모드(ATM)가 Iub상의 전송 프로토콜로서 사용되는데, 여기서, Iub는 BTS(또한, '노드 B'로서 지칭됨)와 RNC간의 인터페이스이며, 보다 특정적으로 Iub/ATM으로 불린다.

이는 Iub/ATM 인터페이스의 프로토콜 스택을 도시하는 도 2에서 예시된다. 특히, 도 2는 ATM 전송 네트워크의 경우에서 사용되는 프로토콜 스택을 도시한다. 2개의 수평 계층들(RNL 및 TNL)이도시된다. TNL의 견지에서, RNL 제어 평면(NBAP(노드 B 어플리케이션 부분)) 및 RNL 사용자 평면(즉, DCH(전용 채널), RACH(랜덥 액세스 채널), FACH(포워드 액세스 채널) 등의 데이터를 전달하는 프레임 프로토콜들)은 TNL 사용자 데이터이다. AAL2(ATM 적응 계층 2) 시그널 링(Q.2630.1)이 ATM-기반 TNL을 제어하는데 사용되며, 즉 AAL2 접속들이 RNL의 필요들에 따라 셋업 및 해제된다. 시그널링이 도 2에 도시된 바와같이 SSCOP상의 시그널링 전송 변환기(STC), SSCOP(서비스 특정 접속 지향 프로토콜), 및 AAL5를 통해 전송된다.

이에 추가하여, 3GPP Release R5는 또한 대안적인 전송 프로토콜로서 인터넷 프로토콜(IP)을 특정하는데, 이는 ATM 대신에 사용될 수 있다. BTS와 RNC간의 인터페이스는 Iub/IP로 불린다.

이는 IP 전송 네트워크의 경우에서 Iub/IP 인터페스의 프로토콜 스택을 도시하는 도 3에서 예시된다. RNL에 대해, 이는 필수적으로 ATM 전송과 동일하다. 여기서, IPC(IP 제어) 시그널링이 IP-기반 TNL을 제어하는데 사용된다.

3GPP는 또한 IP를 고려하는데, 이는 실질적인 비용 절감(OPEX(Operational Expenditur) 및 CAPEX(Capital Expenditure))이 미래에 IP로 달성될 수 있는 것으로 일반적으로 가정하기 때문이다.

전형적인 BTS 아키텍처들은 Iub의 RNL 및 TNL 계층으로의 분리를 나타내는데, 여기에는 전송 블록(TB)과 무선 네트워크 계층 블록이 있으며, 무선 네트워크 계층 블록은 기저대역 블록(BB)과 무선 주파수 블록(RFB)으로 더 세분화될 수 있다. 신중한 구현들에서, 전송 프로토콜이 ATM에서 IP로 변경되는 때에, TB만이 교환될 필요가 있다.

여러 BTS로부터의 트래픽을 수집하는 허브 사이트들에서, 전형적으로 표준 통신 노드들이 배치된다. ATM 경우에서, 이들은 ATM 교차-접속들 또는 라우터들이 며. IP 경우에서, 이들은 IP 라우터들이다. 정상적으로, ATM 노드는 IP 라우터로 전환될 수 없는데, 즉 만일 이동 운용자가 결과적으로 ATM에서 IP 전송으로 허브 포인트를 변경하기를 원하는 경우에, IP 하드웨어로 ATM 하드웨어를 교체해야 할 것이다. 따라서, 현재에 ATM 스위치 또는 교차-접속은 항상 ATM 스위치 또는 교차-접속으로 유지되며, IP 라우터는 항상 IP 라우터로 유지된다. 그 이유는 단 하나의 전송 프로토콜 옵션을 지원하는 특정적으로 설계된 하드웨어(전형적으로, 어플리케이션 특정 집적회로들(ASICs))이다.

전형적인 WCDMA RAN에서, 수천개의 기지국들이 배치되어 있다. 만일 Iub/IP 옵션이 미래에 경제적으로 매력적인 것으로 된다면, 이동 운용자는 WCDMA RAN의 ㅇ일부 또는 모든 기지국들을 Iub/ATM에서 Iub/IP로 변경시키기 원할 것이다. 전형적으로, 또한 ATM 교차-접속들 또는 ATM 스위치들을 갖는 허브 사이트들이 있는데. 이들은 IP 라우터들에 의해 교체될 필요가 있을 것이다. 이러한 Iub/ATM에서 Iub/IP로의 이동은 주요 하드웨어 변경들이 필수적인 때에 매우 값비싸게 된다.

따라서, 본 발명의 목적은 저비용 및 최소 유지보수 작업으로 네트워크 노드에 사용된 전송 프로토콜을 변경시키는 것이다.

상기 목적은 특정 네트워크 전송 프로토콜을 지원하기 위해 전송 기능들을 포함하는 적어도 하나의 모듈을 포함하는 네트워크 노드에 의해 해결되는데, 여기서 전송 기능들은 소프트웨어에 의해 구현된다.

대안적으로, 상기 목적은 네트워크 노드 동작 방법에 의해 해결되는데, 여기서 네트워크 노드는 특정 네트워크 전송 프로토콜을 지원하기 위해 전송 기능들을 포함하는 적어도 하나의 모듈을 포함하며, 상기 방법은 소프트웨어를 사용함으로써 전송 기능들을 수행하는 단계를 포함한다.

본 발명은 또한 컴퓨터를 위한 컴퓨터 프로그램 물(product)을 제안하는데, 이는 상술한 방법 단계들을 수행하는 프로세서 실행가능 명령들을 포함한다.

따라서, 본 발명에 따르면, 전송 기능들은 소프트웨어에 의해 구현된다. 즉, 필요한 경우, 소프트웨어는 다른 전송 프로토콜(예를 들어, ATM 또는 IP)이 핸들링 될 수 있도록 쉽게 갱신될 수 있다.

따라서, 어떤 하드웨어 교환이 필요하지 않으며, 이에 따라 전송 프로토콜 변경에 요구되는 비용들 및 유지보수 작업이 최소가 된다.

추가적인 유익한 전개들이 종속항들에서 제시된다.

본 발명은 첨부 도면들을 참조하여 하기에서 설명된다.

도 1은 광대역-CDMA 무선 액세스 네트워크 및 그 인터페이스들을 도시한다.

도 2는 Iub/ATM 인터페이스의 프로토콜 스택을 도시한다.

도 3은 Iub/IP 인터페이스의 프로토콜을 도시한다.

도 4는 본 발명의 제 1 바람직한 실시예에 따라 소프트웨어-정의되는 교환가능 프로토콜 아키텍처를 갖는 전송 블록을 도시한다.

도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따라 ATM에 적합화된(customized) 소프트웨어-정의되는 교환가능 전송 프로토콜 아키텍처를 갖는 전송 블록을 도시한다.

도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따라 IP에 적합화된 소프트웨어-정의되는 교환가능 전송 프로토콜 아키텍처를 갖는 전송 블록을 도시한다.

도 7은 본 발명의 제 2 바람직한 실시예에 따라 단일 모듈 전송 블록을 도시한다.

하기에서, 본 발명의 바람직한 실시예들이 설명된다.

그 일반적인 형태에서, 본 발명의 실시예들에 따른 네트워크 노드는 특정 네트워크 전송 프로토콜을 지원하기 위해 전송 기능들을 포함하는 적어도 하나의 모듈을 포함하는데, 여기서 전송 기능들은 소프트웨어에 의해 구현된다.

즉, 본 발명에 따르면, 전송 기능들은 소프트웨어에 의해 구현되지만, 나머지 모듈은 하드웨어에 의해 구현될 수 있다. 그러나, 이에는 어떤 제한이 없으며, 나머지 모듈의 일부들(특히, 예를 들어 제어 기능들)이 또한 소프트웨어에 의해 구현될 수 있다.

모듈들에 대한 예들은 외부 네트워크에 대한 접속을 제공하는 특히, 인터페이스 모듈들이 될 수 있다. 다른 예가 중앙 모듈인데, 그 전송 기능들은 예를 들어, 네트워크 노드의 상위 계층들에 대한 접속을 제공한다.

하기에서 설명될 본 실시예의 특정 예에 따르면, 네트워크 노드는 기지국인데, 기지국은 도 4를 참조하여 하기에서 설명될 바와같은 전송 블록, 기저대역 블록 및 무선 주파수 블록을 포함한다.

이 기지국은 ATM 및 IP 전송(3GPP Iub/ATM 또는 Iub/IP) 모두를 지원할 수 있다. ATM 또는 IP가 사용되는지 여부는 하드웨어가 아니라 전송 블록의 내장 소프트웨어에 의해서만 결정된다. 이는 이동 운용자들로 하여금 매우 값비싼 사이트 방문 및 하드웨어 교체의 필요없이 원격 소프트웨어 변경을 통해 ATM에서 IP로의 인-필드(in-field) 업그레이드를 하게 한다.

동일한 사상이 또한 (예를 들어, 허브 사이트들에서 배치된) 독립형 ATM 노드들에 적용될 수 있다. 즉, 소프트웨어를 갱신함으로써, 원격 소프트웨어 변경에 의해 독립형 ATM 노드들이 IP 라우터들로 변환될 수 있다.

더욱이, 통신 장비(예를 들어, 기지국들, ATM 노드들 또는 IP 라우터들)의 벤더(vendor)들은 내장 소프트웨어를 적합화(customize) 함으로써 ATM 및 IP 전송 솔루션들에 대해 정확하게 동일한 하드웨어 플랫폼을 사용할 수 있다.

도 4는 소프트웨어-정의되는 교환가능 전송 프로토콜 아키텍처를 갖는 전송 블록을 도시한다. 특히, 도 4는 전송 블록(TB), 기저대역 블록(BB) 및 무선 주파수 블록(RFB)으로 구성되는 일반적인 모델의 기지국을 도시한다. 전송 블록이 더욱 상세히 도시된다. 예로써, 서로다른 물리적 인터페이스 타입들을 갖는 4개의 인터페이스 모듈들이 도시된다. 참조번호(1)로 표시되는 제 1 인터페이스 모듈이 이더넷 인터페이스를 제공한다. 제 2 인터페이스 모듈(2)이 PDH(유사 동기식 디지털 계층구조) 인터페이스를 제공한다. 제 3 인터페이스 모듈(3)이 SDH/SONET(동기식 디지털 계층구조/동기식 광 네트워크) 인터페이스를 제공하며, 제 4 인터페이스 블록(4)이 프레임 중계 인터페이스를 제공한다. 인터페이스 모듈들은 하위 전송 기능들을 핸들링하는데, 이러한 기능들은 대응하는 인터페이스 모듈(1 내지 4)의 블록 들(11, 21, 31 및 41)에 의해 예시된다. 이들은 소프트웨어에 의해 특정 전송 프로토콜(예를 들어, ATM 또는 IP)에 대해 특수화된다.

참조번호(6)에 의해 표시되는 (전송 블록의 중심에서 도시되는) 중앙 모듈이 참조번호(62)에 의해 표시되는 블록에 의해 예시되는 상위 전송 기능들 및 블록(61)에 의해 표시되는 전송 블록과 기저대역 블록간의 연동 기능을 수행한다. 또한, 상위 전송 계층 및 연동 기능들은 소프트웨어로 구현된다. 따라서, 이들은 사용된 전송 프로토콜의 특정 필요들에 적응될 수 있다. 모든 전송 블록 모듈들(인터페이스 모듈들(1 내지 4) 및 중앙 모듈(6))은 이더넷 스위치(5)에 의해 연결된다. 그러나, 이는 단지 본 실시예에 대한 예이다. 다른 가능한 사유의 전송 노드-내부 연결 방법들이 또한 실시가능하다. 즉, 스위치에 대해, 일종의 노드-내부 네트워크 제공 수단이 사용될 수 있으며, 이더넷 대신에, 다른 노드-내부 네트워크 전송 프로토콜이 적용될 수 있다.

따라서, 도 4에서 도시된 바와같이, TB는 여러 인터페이스 모듈들에 의해 보충되는 중앙 모듈로 구성된다. 인터페이스 모듈들은 하위 전송 계층(예를 들어, ATM 계층 또는 IP 데이터 링크 계층) 및 물리 계층 기능들(예를 들어, PDH 및 SDH/SONET)을 수행하며, 중앙 모듈은 상위 전송 계층 기능들(예를 들어, AAL2/AAL5 또는 IP 라우팅)을 수행한다. 더욱이, 본 실시예에 따르면, 중앙 모듈(6)은 또한 TB와 BB 블록간의 필요한 연동 기능들을 수행한다. 본 실시예에 따르면, 점-대-점 VLAN(가상 근거리망) 이더넷이 인터페이스 모듈들과 중앙 모듈의 연결을 위해 TB 내에서 범용 전송 메커니즘으로서 사용된다.

모든 하부 및 상부 전송 계층 기능들(블록들(11, 21, 31, 41 및 62)에 의해 예시됨) 및 연동 기능(블록(61)에 의해 예시됨)은 고성능 프로세싱 엔진들상의 소프트웨어에 의해 수행되며, 이에 따라 전체 전송 계층 및 연동 기능은 새로운 소프트웨어를 설치함으로써 교환될 수 있다.

하기에서, 상술된 아키텍처가 도 5 및 6을 참조하여 전송 블록이 ATM에 대해 구성된 경우 및 전송 블록이 IP에 대해 구성된 경우에 대해 설명된다.

도 5는 ATM에 대해 적합화된 소프트웨어-정의되는 교환가능 전송 프로토콜 아키텍처를 도시한다. 즉, 도 5는 본 실시예에 따라 Iub/ATM에 대한 도 4에 도시된 구성의 적합화를 도시한다.

트래픽 계약에 대한 적합성(conformance) 체크, 비-적합 셀들의 CLP=1 태깅(tagging), OAM 및 RM 셀 핸들링 등으로서의 표준 ATM 프로세싱이 인터페이스 모듈들상에서 수행된다. 또한, ATM 교차-접속들이 인터페이스 모듈들에 의해 핸들링된다. AAL2 및 AAL5 프로세싱이 중앙 모듈상에서 수행된다. 이 모두가 본원에서 상세히 설명되지 않는데, 이것이 본 발명과 관련되지 않기 때문이다. 특정 구현에 따라, ATM 기능성의 다른 분할이 또한 실행가능하다. 모든 ATM-관련 기능성이 소프트웨어로 구현된다. 본 실시예에 따르면, TB와 BB간의 인터페이스가 IP 프로토콜들에 기초하며, 이에 따라 전송 네트워크의 외부 ATM 세계를 기지국의 내부 IP 세계에 적응시키는 연동 기능이 제공되는 것으로 가정된다. 또한, 이 연동 기능은 TB에서 소프트웨어로 구현된다.

전송 블록의 좌측에서, 인터페이스 모듈들(1 및 2)에 의해 제공되는 ATM 교 차-접속이 도시된다. 이 ATM PVC(고정 가상 회선)은 체인(chain) 또는 스타 토폴로지(star topology)로 RAN을 구현하기 위해 도시된 기지국에 물리적으로 접속된 다른 기지국들로부터의 트래픽을 수행할 수 있다. 이 트래픽은 단지 TB를 통해 파이프되며, BB 및 RFB에 보여지지 않는다.

상세히 말하면, 본 예에서, 인터페이스 모듈(1)은 VPI_in(인입 가상 경로 식별자)(본 예에서, 08), VCI_in(인입 가상 채널 식별자)(본 예에서, 15) 및 셀 페이로드(Cell PL)를 포함하는 ATM 셀들을 수신한다. 인터페이스 모듈(1)의 ATM 계층 기능들(11)은 이더넷 헤더를 갖는 이더넷 프레임들에서 이러한 ATM 셀들을 캡슐화한다. 이에 추가하여, VPI_out(유출 가상 경로 식별자)가 설정되며(본 예에서, 47), VCI_out(유출 가상 채널 식별자)가 설정된다(본 예에서, 11). 이더넷 스위치(5)는 이러한 이더넷 프레임들을 인터페이스 모듈(2)에 포워딩하며, 모듈(2)은 이를 PDH 인터페이스를 통해 송신한다.

도 5의 우측에서, 종료된 흐름이 도시된다. 인터페이스 모듈들에 의해(본 예에서, 인터페이스 모듈(4)에 의해) 수신된 ATM 셀들은 중앙 모듈(6)로 포워딩되는데, 중앙 모듈(6)은 AAL 프로세싱을 수행함으로써 RNL 프레임들을 재수집한다. 즉, 블록(62)에 의해 도 4에서 예시된 상위 전송 기능들은 여기서 AAL 기능들에 의해 나타난다. RNL 프레임은 연동 기능(61)에 의해 추가적으로 프로세싱되는데, (본 실시예에 따라) 연동 기능은 프레임을 IP 패킷들로 캡슐화함과 아울러 IP 패킷을 BB로 포워딩한다. 기저대역 프로세싱 이후에, 프레임은 RFB로 포워딩되며, 대기 인터페이스를 통해 이동국으로 송신된다. (이동국으로부터 RAN으로의) 다른 방향이 유 사하지만, 본원에서 도시되지 않는다.

따라서, 도 5에서 도시되며 상술한 바와같이, 예로써, Iub/ATM 전송 옵션이 TB에 적재될 수 있다. 이후에, 인터페이스 모듈들은 소프트웨어를 얻게 될 것인데, 소프트웨어는 모듈들로 하여금 물리적 프레임으로 ATM 셀들을 수신 및 송신할 수 있게 한다. 인터페이스 모듈들은 셀들을 (ATM 교차-접속을 위해) 다른 인터페이스 모듈로 또는 (기지국에서 종료되는 트래픽을 위해) 중앙 모듈로 포워딩하기 위해 ATM 셀들을 이더넷 프레임들로 캡슐화할 수 있다. 중앙 모듈은 BB로 포워딩될 무선 네트워크 계층 프레임들을 재수집(그리고, 다른 방향으로 세그먼트화)하기 위하여 AAL 기능들을 수행한다. 이후에, 연동 기능은 이 프레임들을 TB와 BB간의 기지국 내부 인터페이스에 의해 예기되는 포맷에 적응시킨다. 본 실시예에 따르면, 이 인터페이스는 IP 및 이더넷에 기초할 수 있다. RNL 프레임들은 이 경우에 UDP 메시지들 또는 TCP 스트림들에 맵핑된다.

도 6은 IP에 대해 적합화된 소프트웨어-정의되는 교환가능 전송 프로토콜 아키텍처를 갖는 기저대역 블록을 예시한다. 즉, 도 6은 Iub/IP에 대한 도 4에 도시된 구성의 적합화를 도시한다. 표준 IP 데이터 링크 계층 프로세싱이 인터페이스 모듈들상에서 수행된다. IP 라우팅이 중앙 모듈상에서 수행된다. 이는 본원에서 상세히 설명되지 않는데, 이것이 본 발명과 관련되지 않기 때문이다. 특정 구현에 따라, IP 기능성의 다른 분할이 또한 실행가능하다. 모든 IP-관련 기능성이 소프트웨어로 구현된다. 여기서, TB와 BB간의 인터페이스가 IP 프로토콜들에 기초하며, 이에 따라 널(null) 연동 기능만이 필요한 것으로 가정한다.

좌측에서, 라우팅된 흐름(예를 들어, 다른 기지국들로부터의 트래픽)이 도시되며, 우측에서, 종료된 IP 흐름이 도시된다.

상세히 말하면, IP 패킷들이 인터페이스 모듈(1)에 도달하며, IP 데이터 링크 계층 기능들을 수행하는 소프트웨어를 갖는 하위 전송 기능(11)이 수신 IP 패킷들을 이더넷 프레임들로 캡슐화한다. 즉, 이더넷 프레임들은 이더넷 헤드, IP 헤드, UDP(사용자 데이터그램 프로토콜) 헤드, RNL(무선 네트워크 계층) 헤드 및 CRC(순환식 리던던시 체크섬)을 포함한다. 이 이더넷 패킷들은 이더넷 스위치(5)에 의해 IP 라우팅 기능들을 위한 소프트웨어를 포함하는 중앙 모듈(6)의 상위 전송 기능들(62)로 포워딩된다. 즉, 본 예에서, 라우팅은 중앙 모듈에 의해 수행된다. 이후에, 패킷들은 이더넷 스위치(5)를 통해 인터페이스 모듈(2)로 포워딩된다. 그 IP 데이터 링크 계층 기능들은 IP 패킷들의 이더넷 캡슐화를 외부 네트워크에 적합한 다른 제 2 계층 캡슐화로 변환하는데, 여기서 외부 네트워크는 예를 들어, 다른 기지국에 접속되어 있다.

종료된 트래픽의 예에서, 인터페이스 모듈(4)은 무선 주파수 블록에서 착신될 IP 패킷들을 수신한다. IP 데이터 링크 계층 기능들(41)은 상술한 라우팅 트래픽의 경우와 유사하게 수신 IP 패킷들을 이더넷 프레임들로 캡슐화한다. 이 이더넷 프레임들은 이더넷 스위치(5)로 포워딩되는데, 이더넷 스위치는 이들을 중앙 모듈의 IP 라우팅 기능들(62)로 포워딩된다. IP 라우팅 기능들은 이더넷 프레임들을 IP 패킷들(또는 무선 주파수 블록에 적합한 다른 프로토콜 패킷들)로 변환하며(예를 들어, 추출하며), 이들을 중앙 모듈의 전송/기저대역 연동 기능(61)으로 포워딩한 다.

따라서, 도 6에서 도시된 구성에 따르면, Iub/IP 전송 옵션이 TB에 적재된다. 이후에, 인터페이스 모듈들은 소프트웨어를 얻게 될 것이며, 소프트웨어는 이들로 하여금 물리적 프레임으로 IP 패킷들을 수신 및 송신할 수 있게 한다. 인터페이스 모듈들은 패킷들을 중앙 모듈로 포워딩하기 위해 IP 패킷들을 이더넷 프레임들로 캡슐화할 수 있다. 중앙 모듈은 IP 라우팅 기능성을 수행하며, IP 패킷이 추가적으로 IP 네트워크로 라우팅 될 것인지 또는 IP 패킷이 기지국에서 종료되는 트래픽 스트림에 속하는지를 결정한다. 만일 IP 패킷이 라우팅 되는 경우에, 이는 인터페이스 모듈에 송신될 것이며, 만일 IP 패킷이 종료된 스트림에 속하는 경우에, 이는 연동 기능으로 포워딩될 것이다. 이후에, 연동 기능은 IP 패킷들에 포함된 RNL 프레임들을 TB와 BB간의 기지국 내부 인터페이스에 의해 예기되는 포맷에 적응시킨다. 본 실시예에 따르면, 이 인터페이스는 전체 RAN에서와 같이 또한 IP에 기초할 수 있다. 이 경우에, 연동 기능은 널(null) 기능이 될 수 있으며, TB는 IP 라우터이다.

따라서, 본 실시예에 따르면, TB에 사용된 전송 프로토콜은 하위 및 상위 전송 기능들의 소프트웨어를 변경함으로써 IP와 ATM간에서 쉽게 변경될 수 있다. 어떤 하드웨어의 교환이 요구되지 않는다.

따라서, 본 실시예에 따르면, 전송 블록 외부로의 및 외부로부터의 트래픽이 스위치(5)에 적합한 형태로 변환된다. 즉, 내부적으로, 전송 블록은 스위치(5)에 의해 핸들링될 수 있는 이더넷 프레임들과 함께 동작한다. 이더넷 프레임들과 외부 네트워크 프로토콜(예를 들어, IP 또는 ATM)간의 변환은 하부 전송 기능들(11, 21, 31 및 41)에서의 소프트웨어를 통해 전적으로 핸들링될 수 있다. 마찬가지로, 중앙 모듈의 상위 전송 기능들(62)은 예를 들어, 스위치(5)를 통해 수신된 트래픽을 전송 블록의 상위 기능들에 적합한 프로토콜로 변환하며, 그 역 동작도 수행한다. 따라서, 노드의 내부 이더넷 구조는 범용의(universal), 불변의 기초를 형성하며, 이에 기반하여 ATM 및 IP와 같은 여러 외부적으로 보여지는 네트워크 프로토콜들이 단지 적절한 소프트웨어를 제공함으로써 구현될 수 있다.

Iub/ATM에서 Iub/IP로의 운용자-개시 변경의 경우에서, 운용자는 원격 구성 관리 및 소프트웨어 다운로드와 같은 TB의 정상적인 하우스키핑(housekeeping) 기능들을 사용하여 TB에 새로운 소프트웨어 패키지들을 적재할 것이다. 만일 기지국 벤더들이 ATM 및 IP 전송에 대해 동일한 하드웨어 플랫폼을 사용하기 원하는 경우에, 제조시에 적절한 내장 소프트웨어를 설치함으로써 범용 노드 플랫폼을 적합화(customize) 할 것이다.

소프트웨어 갱신은 네트워크를 통해 수행될 수 있으며, 이에 따라 위치에 관한 어떤 유지보수가 요구되지 않는다. 이를 위해, 새로운 소프트웨어를 대응 인터페이스 모듈들 및 중앙 모듈에 적재하는 특정 프로그램 적재기(loader)가 제공될 수 있다.

소프트웨어는 각 모듈 타입에 대해 적합한 소프트웨어 바이너리들(binaries)을 포함하는 소프트웨어 패키지로서 전달될 수 있다. 노드와 네트워크 관리 시스템의 소프트웨어 관리 기능성을 사용하여, 소프트웨어 패키지는 원격 관리 접속을 통 해 노드에 다운로딩될 수 있다. 이후에, 노드의 소프트웨어 관리 기능들은 포함된 소프트웨어 바이너리들을 대응 모듈들에 분배할 수 있다. 소프트웨어 패키지와 함께, 요구된 새로운 노드 설정들을 포함하는 구성 파일이 다운로딩될 수 있다. 다운로드가 성공적으로 종료되면, 네트워크 관리 시스템은 새로운 소프트웨어 패키지를 활성화할 수 있다. 원격으로 활성 명령들을 수신한 이후에, 노드는 예를 들어, 새로운 바이너리들로 재부팅함으로써 새로운 소프트웨어를 시작할 수 있다. 활성화 이후에, 노드는 구성 파일에 정의된 설정들을 자동으로 적용할 수 있다. 구성 파일에서의 적당한 설정들에 의해, (이전에 ATM 교차-접속으로서 동작하였을) 노드는 즉각적으로 새로운 역할(예를 들어, IP 라우터)을 수행할 수 있다.

따라서, 본 실시예에 따르면, 이동 운용자가 하드웨어 변경없이 순수한 소프트웨어 다운로드로 ATM에서 IP로 전송 네트워크를 변경할 수 있다. 통신 장비 벤더들은 ATM 및 IP 전송 블록들 및 독립형 전송 노드들에 대해 정확하게 동일한 하드웨어 플랫폼을 사용할 수 있다. 관리가능성이 증가되는데, 이는 버그 픽스(bug fix)가 전송 프로토콜-특정 집적회로들의 재설계 및 교체가 아닌 새로운 소프트웨어 릴리스만을 요구하기 때문이다. 새로운 특징들은 쉽게 수정될 수 있다.

상기 제 1 실시예에 따르면, 중앙 모듈 및 추가적인 인터페이스 모듈들을 포함하는 아키텍처가 설명된다. 그러나, 또한 모든 기능성이 단일 모듈에 위치되는 아키텍처가 가능하다.

하기에서, 도 7에 도시된 단일 모듈 전송 블록(7)이 제공되는 제 2 실시예가 설명된다. 단일 묘듈은 전송/기저대역 연동 기능(71), 상위 전송 블록(72)(예를 들 어, AAL 프로세싱, IP 라우팅), 하위 전송 기능들(73)(예를 들어, ATM 계층, IP 데이터 링크 계층)을 포함하며, 이들 모두는 소프트웨어에 의해 정의된다.

따라서, 제 2 실시예에 따른 전송 블록은 제 1 실시예에서와 같은 스위치가 필요하지 않다.

요약하면, 본 발명에 따르면, WCDMA RAN에서의 Iub 인터페이스상의 전송 프로토콜을 ATM에서 IP로 변경하는 때에 필요한 하드웨어 교체 문제를 극복하기 위한 구현 및 메커니즘(소프트웨어 업그레이드)이 제공된다. 유연성있는 기지국 하드웨어가 (예를 들어, 구현에서 네트워크 프로세서들 또는 FPGAs(Field Programmable Gate Arrays)를 사용함으로써) ATM 및 IP 전송 프로토콜들 모두를 지원할 수 있다. ATM 또는 IP가 사용되는지는 하드웨어가 아니라 전송 블록의 내장 소프트웨어에 의해서만 결정된다. 이는 이동 운용자들로 하여금 매우 값비싼 사이트 방문 및 하드웨어 교체의 필요없이 원격 소프트웨어 변경을 통해 BTS를 ATM에서 IP로 인-필드(in-field) 업그레이드하게 한다.

따라서, 상술한 본 발명에 대한 3개의 주요 응용들이 있다.

1. 기지국의 전송 블록은 이동 운용자에 의한 소프트웨어 다운로드를 통해 Iub/ATM에서 Iub/IP로 업그레이드될 수 있다.

2. 독립형 ATM 교차-접속/스위치가 3G 네트워크에 설치되며, 이는 3G 네트워크가 Iub/ATM에서 Iub/IP로 업그레이드되는 때에 IP 라우터로 전환될 필요가 있다. 이는 또한 이동 운용자에 의한 SW 다운로드를 통해 수행된다.

3. 이러한 이동 응용들 이외에, 번드-인(burned-in) 펌웨어에 의존하여 ATM 교차-접속/스위치 또는 IP 라우터로서 사용될 수 있는 일반적인 HW 플랫폼이 있게 된다. 벤더가 이 HW가 ATM 교차-접속/스위치 또는 IP 라우터로서 전달되는지를 결정할 것이며, 고객은 이를 변경시킬 수 없을 것이다. 이는 (고객에게 필요한 것은 아니지만) 벤더에 대해 유익한 것인데, 이는 동일 HW 플랫폼이 서로다른 제품들에 사용될 수 있기 때문이다.

그러나, 본 발명은 이러한 응용들에 국한되지 않는다.

상기 상세한 설명 및 첨부 도면들은 단지 예에 의해 본 발명을 예시한다. 따라서, 상기 실시예는 청구범위의 범주 내에서 변형될 수 있다.

예를 들어, 상기 실시예들에 따르면, 네트워크 노드는 기지국이다. 그러나, 본 발명은 이에 국한되지 않는다. 대조적으로, 본 발명에 따른 네트워크 노드는 전송 기능들이 제공되는 임의의 적합한 네트워크 요소 또는 유닛이 될 수 있다. 예를 들어, 네트워크 노드는 예를 들어, 허브 사이트들에서 필요한 독립형 ATM 교차-접속들 또는 스위치들을 포함할 수 있다. 더욱이, 네트워크 노드는 IP 라우터를 포함할 수 있다.

즉, 만일 하드웨어가 상술한 바에 따라 설계되는 경우에, 원격 소프트웨어 변경에 의해 ATM 교차-접속들 또는 스위치들은 IP 라우터들로 변환될 수 있다.

게다가, 상기 실시예들은 무선 액세스 네트워크들에 관한 것이다. 그러나, 본 발명은 또한 ATM 노드들 또는 IP 라우터들을 배치하는 모든 통신 또는 데이터 네트워크들에 응용가능하다.

더욱이, 본 발명은 ATM 또는 IP에 국한되지 않는다. 대조적으로, 거의 모든 적당한 전송 프로토콜 스택들이 적당한 소프트웨어에 의해 동일 하드웨어 플랫폼으로 구현될 수 있다.

Claims

네트워크 노드에 있어서,

특정 네트워크 전송 프로토콜을 지원하기 위해 전송 기능들을 포함하는 적어도 하나의 모듈(1, 2, 3, 4, 6; 7)을 포함하며,

여기서, 상기 전송 기능들은 소프트웨어에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 네트워크 노드.
제 1항에 있어서, 상기 네트워크 노드는 복수의 모듈들을 포함하며, 상기 모듈들은 적어도 하나의 인터페이스 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 노드.
제 1항에 있어서, 상기 네트워크 노드는 복수의 모듈들을 포함하며, 상기 모듈들은 중앙 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 노드.
제 1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 모듈에 대한 연결을 제공하는 노드-내부 네트워크 제공 수단(5)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 노드.
제 4항에 있어서,

상기 노드-내부 네트워크 제공 수단(5)은 특정 노드-내부 네트워크 전송 프 로토콜로 동작하며, 그리고

상기 적어도 하나의 모듈의 상기 전송 기능들(11, 21, 31, 41, 62; 72, 73)은 상기 네트워크 전송 프로토콜에 따른 트래픽을 상기 노드-내부 네트워크 전송 프로토콜에 적합한 형태로 변환하며/또는 상기 노드-내부 네트워크 제공 수단으로부터 트래픽을 수신함과 아울러 상기 노드-내부 네트워크 제공 수단으로부터 수신된, 상기 노드-내부 네트워크 전송 프로토콜에 따른 트래픽을 상기 네트워크 전송 프로토콜로 변환하는 것을 특징으로 하는 네트워크 노드.
제 5항에 있어서, 상기 노드-내부 전송 프로토콜은 이더넷 프로토콜인 것을 특징으로 하는 네트워크 노드.
제 5항에 있어서, 상기 노드-내부 네트워크 제공 수단은 스위치인 것을 특징으로 하는 네트워크 노드.
제 1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 모듈의 전송 기능의 소프트웨어를 갱신하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 노드.
제 8항에 있어서, 상기 소프트웨어를 갱신하는 수단은 상기 소프트웨어가 원격으로 갱신될 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 네트워크 노드.
제 1항에 있어서, 상기 네트워크 전송 프로토콜은 인터넷 프로토콜(IP)인 것을 특징으로 하는 네트워크 노드.
제 1항에 있어서, 상기 네트워크 전송 프로토콜은 비동기 전송 모드(ATM)인 것을 특징으로 하는 네트워크 노드.
제 1항에 있어서, 상기 네트워크 노드는 기지국인 것을 특징으로 하는 네트워크 노드.
제 1항에 있어서, 상기 네트워크 노드는 독립형 비동기 전송 모드(ATM) 교차-접속 노드인 것을 특징으로 하는 네트워크 노드.
제 1항에 있어서, 상기 네트워크 노드는 인터넷 프로토콜(IP) 라우터인 것을 특징으로 하는 네트워크 노드.
제 1항에 있어서, 상기 네트워크 노드는 일반적인 하드웨어 플랫폼인 것을 특징으로 하는 네트워크 노드.
제 15항에 있어서, 상기 일반적인 하드웨어 플랫폼은 상기 소프트웨어에 따라 독립형 비동기 전송 모드(ATM) 교차-접속 노드로서 또는 인터넷 프로토콜(IP) 라우터로서 사용될 수 있는 것을 특징으로 하는 네트워크 노드.
네트워크 노드 동작 방법- 여기서, 네트워크 노드는 특정 네트워크 전송 프로토콜을 지원하기 위해 전송 기능들을 포함하는 적어도 하나의 모듈(1, 2, 3, 4, 6; 7)을 포함한다 -에 있어서,

소프트웨어를 사용함으로써 상기 전송 기능들을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 노드 동작 방법.
제 17항에 있어서, 상기 네트워크 노드는 복수의 모듈들을 포함하며, 상기 모듈들은 적어도 하나의 인터페이스 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 노드 동작 방법.
제 17항에 있어서, 상기 네트워크 노드는 복수의 모듈들을 포함하며, 상기 모듈들은 중앙 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 노드 동작 방법.
제 17항에 있어서, 상기 적어도 하나의 모듈에 연결하는 노드-내부 네트워크 제공 수단(5)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 노드 동작 방법.
제 20항에 있어서,

상기 노드-내부 네트워크 제공 수단(5)은 특정 노드-내부 네트워크 전송 프 로토콜로 동작하며,

상기 적어도 하나의 모듈의 상기 전송 기능들을 사용함으로써, 상기 네트워크 프로토콜에 따른 트래픽을 상기 노드-내부 네트워크 전송 프로토콜에 적합한 형태로 변환하는 단계, 및/또는

상기 적어도 하나의 모듈의 상기 전송 기능을 사용함으로써, 상기 노드-내부 네트워크 제공 수단으로부터 수신된, 상기 노드-내부 네트워크 전송 프로토콜에 따른 트래픽을 상기 네트워크 전송 프로토콜로 변환하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 노드 동작 방법.
제 21항에 있어서, 상기 노드-내부 네트워크 전송 프로토콜은 이더넷 프로토콜인 것을 특징으로 하는 네트워크 노드 동작 방법.
제 21항에 있어서, 상기 노드-내부 네트워크 제공 수단은 스위치인 것을 특징으로 하는 네트워크 노드 동작 방법.
제 17항에 있어서, 상기 모듈의 전송 기능의 소프트웨어를 갱신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 노드 동작 방법.
제 24항에 있어서, 상기 갱신 단계는 원격으로 수행되는 것을 특징으로 하는 네트워크 노드 동작 방법.
제 17항에 있어서, 상기 네트워크 전송 프로토콜은 인터넷 프로토콜(IP)인 것을 특징으로 하는 네트워크 노드 동작 방법.
제 17항에 있어서, 상기 네트워크 전송 프로토콜은 비동기 전송 모드(ATM) 프로토콜인 것을 특징으로 하는 네트워크 노드 동작 방법.
제 17항에 있어서, 상기 네트워크 노드는 기지국인 것을 특징으로 하는 네트워크 노드 동작 방법.
제 17항에 있어서, 상기 네트워크 노드는 독립형 비동기 전송 모드(ATM) 교차-접속 노드인 것을 특징으로 하는 네트워크 노드 동작 방법.
제 17항에 있어서, 상기 네트워크 노드는 인터넷 프로토콜(IP) 라우터인 것을 특징으로 하는 네트워크 노드 동작 방법.
제 17항에 있어서, 상기 네트워크 노드는 일반적인 하드웨어 플랫폼인 것을 특징으로 하는 네트워크 노드 동작 방법.
제 31항에 있어서, 상기 일반적인 하드웨어 플랫폼은 상기 소프트웨어에 따 라 독립형 비동기 전송 모드(ATM) 교차-접속 노드로서 또는 인터넷 프로토콜(IP) 라우터로서 사용될 수 있는 것을 특징으로 하는 네트워크 노드 동작 방법.
컴퓨터를 위한 컴퓨터 프로그램 물(product)에 있어서,

제 17항 내지 제 32항 중 하나에 따른 방법 단계들을 수행하는 프로세서 실행가능 명령들을 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램 물.
제 33항에 있어서, 상기 컴퓨터 프로그램 물은 소프트웨어 코드 부분들이 저장되는 컴퓨터-판독가능 매체를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램 물.
제 33항에 있어서, 상기 컴퓨터 프로그램 물은 상기 컴퓨터의 내부 메모리에 직접적으로 적재가능한 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램 물.